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系統識別號 U0026-2108201708350900
論文名稱(中文) 風速計校正能量建置與驗證
論文名稱(英文) Calibration and verification of anemometer
校院名稱 成功大學
系所名稱(中) 航空太空工程學系碩士在職專班
系所名稱(英) Department of Aeronautics & Astronautics (on the job class)
學年度 105
學期 2
出版年 106
研究生(中文) 陳韋帆
研究生(英文) Wei-Fan Chen
學號 P47031079
學位類別 碩士
語文別 中文
論文頁數 82頁
口試委員 指導教授-苗君易
共同指導教授-胡志忠
口試委員-呂宗行
口試委員-王偉成
中文關鍵字 風速計校正  風洞  量測不確定度 
英文關鍵字 anemometer calibration  wind tunnel  measurement uncertainty 
學科別分類
中文摘要 對於風能、氣象及公共建設安全而言,風速量測的準確性已是不可或缺,為了維持風速計的量測精度,風速計有定期校正之必要性。
本研究主要的目的在於將一航太中心現有之中型開放式風洞重新整理(整體尺寸:長22.8 m寬4.2 m高2.8 m),與校正其流場品質符合風速計校正規範IEC61400規範之需求,繼而將此風洞作為風速計校正之平台,提供風速計的校正服務,以配合業界的校正需求。
本研究已完成風洞之整建及流場評估,同時建立了風速計的校正能量,包含熱線式標準件的量測準確性評估、校正步驟規劃及系統不確定度分析。實驗結果顯示,在風速範圍5 m/s至15 m/s之間,本風洞的截面速度分佈均勻性平均為4.449%,而流場於82秒內的速度穩性性平均為3.137%,整體系統的量測不確定度為(不含被校件) 2.65 m/s,其能力以可滿足國內大部分的校正需求。
英文摘要 Correct and reliable wind speed measurement is essential to characterize the wind energy-generating potential of wind power, weather conditions, and equally essential for infrastructure safety. An anemometer is an instrument that measures wind speed. In order to maintain the accuracy of the anemometer, the anemometer has the necessity of regular calibration.
The main purpose of this paper is to reorganize an old medium-sized open type wind tunnel (the overall size: 22.8 m long, 4.2 m wide, 2.8 m high), and make its flow field quality can meet the anemometer calibration criteria of IEC61400. Furthermore, the wind tunnel is to be served as a platform for anemometer calibration, providing an anemometer calibration service to meet the industry's demand.
In this study we completed the construction of the wind tunnel and the assessment of the flow field. Moreover, we built the capacity of anemometer calibration including the assessment of measurement accuracy of the hot wire standard parts, the calibration procedure planning and the system uncertainty analysis. The experimental results show that the average velocity distribution uniformity of the wind tunnel cross section is 4.449%, and the velocity stability of the flow field in 60 seconds is 3.137% in the range of 5 m / s to 15 m / s, and the measurement uncertainty of overall system is (not including the parts-calibrated) 0.753 m/s. Its ability to meet most of the domestic calibration needs.
論文目次 摘要 I
英文摘要 II
致謝 V
目錄 VI
表目錄 IX
圖目錄 XI
第一章 緒論 1
1.1 研究背景 1
1.1.1 風速計發展史 1
1.1.2 現代常見風速計 3
1.1.2.1風杯式風速計 [3] 4
1.2 風速計的應用及校正需求 8
1.3 研究目的 11
第二章 實驗設備及方法 14
2.1 風洞性能的要求 14
2.1.1 依循準則 14
2.1.2 風洞能量建立 15
2.2 風速量測儀器 18
2.2.1 熱線式風速計 19
2.2.2 皮托管 19
2.2.3 轉子式風速計 24
2.2.4 熱膜測速儀系統 24
2.2.5 其他設備 25
2.3 量測不確定度評估及校正方法擬定 26
2.3.1 風洞流場品質評估方式 26
2.3.2 風速計校正量測不確定度評估 28
2.3.3 風速計校正方法 31
第三章 風場品質量測 32
3.1 熱線式風速計之驗證 32
3.2 風洞流場品質驗證 33
3.2.1 速度均勻度 34
3.2.2 速度穩定度 53
3.2.3 Dantec熱膜探針和TSI熱線式風速計時序量測 58
3.2.4 紊流強度量測 61
3.3 風場評估總結 62
第四章 系統不確定度及能力驗證 64
4.1 不包含被校件系統之相對標準不確定度 64
4.1.1 不包含被校件系統各之相對標準不確定度 66
4.1.2 系統評估不確定度之總和 67
4.2 被校件的不確定度 68
4.2.1 被校件資料 68
4.2.2 校正數據 69
4.2.3 被校件本身的不確定度 71
4.3 系統總和不確定度 73
4.4 風速計校正能力之驗證 74
第五章 結論與未來工作 76
5.1 結論 76
5.2 建議 80
參考文獻 81

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[20] 吳沛鴻,使用侵入型速度儀進行紊流性質量測之探討,成功大學航空太空工程學系學位論文2013。
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