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1. 研究目的与意义及国内外研究现状

随着数值天气预报和气候变化研究精细化程度的不断提高，希望探空温度传感器的观测精度达到0.1K数量级。为了实现此目标，运用计算流体动力学CFD方法对热电偶从地面上升到32km高空的整个过程进行太阳辐射误差数值分析。在此基础上，针对影响测温精度的太阳照射角度进行分析和探讨，获得其与太阳辐射误差的内在联系。

国内外研究现状

国内外已有不少气象学家开展了探空温度传感器的研究，其中研究的方法主要包括风洞实验法和经验估测法，但是两种方法都存在不足之处。

风洞实验法的难点在于建造一个能够模拟低气压1000~10hPa的风洞，低气压风洞本身难度就很大，低至10hPa数量级的风洞就更加难以实现，同时在低气压风洞中模拟太阳辐射也具有相当的难度，不仅需要研制均匀性好，稳定性高和光谱特性逼真的辐射光源，也需要避免风洞试验段内壁对辐射的反射作用。综合考虑综上因素，低气压辐射风洞的设计和建设具有相当的难度和高昂的成本，目前关于低气压辐射风洞的公开报导还不多见。

经验估测是太阳辐射加热误差修正的主要方法，修正数据由探空仪厂家提供。厂家通过经验公式把修正值表示成上升时的太阳高度角的函数，同时也考虑实际的上升速率。但这种修正方法未考虑探空温度传感器的材料并不是单一材料，外形尺寸也并非理想的规则图形以及表面涂层反射率特性等，而这些因素都能显著影响太阳辐射误差修正的效果。

2. 研究的基本内容

太阳辐射的加热作用是探空温度传感器测量误差研究的重点和难点之一，其辐射性直接影响探空温度传感器的测量精度。如果能预测出探空温度传感器太阳辐射误差的变化趋势，对于指导太阳辐射误差修正，提高探空温度传感器测温准确度具有重要意义。

本次提出采用计算流体力学方法对探空温度传感器进行多物理场耦合传热分析和一种低辐射误差探空温度传感器设计。

3. 实施方案、进度安排及预期效果

探空温度传感器经过pro/e软件建立几何模型，通过icem cfd对几何模型进行四面体非结构化网格划分，并保存成相应格式的网格文件,以待导入求解器中进行求解计算，从而得到计算结果。

在此利用fluent软件对模型施加载荷，并进行求解。由fluent仿真得到一系列仿真结果，运用cfd post软件处理结果。

经由mtlab拟合得到相应图形及公式。

4. 参考文献

[1]薛德强,谈哲敏,龚佃利,等.近40年中国高空温度变化的初步分析[j].高原气象,2007, 26(1): 141 - 149

[2] brown r. reliability testing of ltcc structures design rules for physical layout of ltcc [z]. national semiconductor, 2000.

[3]wmoinstrumentsandobserving methods,report no. 107, wmo intercomparison of high quality radiosonde systems, 2011, wmo/td-no.1580

[4] wmo. guide to meteorological instruments and methods of observation [m]. geneva: secretariat of wmo，1996.