吹扫式仿生嗅觉检测腔结构设计及流场性能模拟与试验

• 作者: 文韬 李立君 桑孟祥 董帅 郑立章 龚中良
• 来源期刊: 农业工程学报
• 学科: 工学
• 关键词: 传感器 仿生 检测 嗅觉 检测腔 模型 数值模拟 性能分析
• 年，卷（期）: 2017,（10）
• 所属期刊栏目: 农业装备工程与机械化
• 页码范围: 78-85
• 页数: 8页
• 分类号: TS203
• 字数: 7103字
• 语种: 中文
• DOI: 10.11975/j.issn.1002-6819.2017.10.010

摘要

为了优选吹扫式仿生嗅觉检测腔流场结构,提高腔内流体速度分布均匀稳定性,以气体运动微分方程为基础,利用计算流体力学软件Fluent对检测腔内部流场进行了三维数值模拟,得到了设计工况条件下的气体流动特性,提出并分析比较了3种检测腔模型,同时将最优模型的模拟值与试验数据进行了对比分析.计算结果表明,检测腔结构影响腔内气体流速分布,多管道式检测腔在沿管道轴向0.035~0.049 m,气流速度变化存在平滑区,且稳定在0.018~0.268 m/s,能够满足检测工作条件,而线性排列式不存在平滑区,平行排列式平滑区速度范围仅为0.001~0.018 m/s;多管道式检测腔在流速均匀稳定性方面存在优势,气流速度最大偏差比和不均匀系数分别为0.8306和0.2920;同时,在数值模拟腔内气体置换时间中,3种检测腔经历时间分别为223.4、302.0和213.8 s,多管道式结构的时间数值最小说明气流响应快,工作效率高.多管道式结构模型能有效改善传感器数值检测的一致性,模型试验中传感器灵敏度检测数值标准差范围为0.1535~0.4283,变异系数分布在0.0305~0.0827.该研究可为仿生嗅觉检测腔结构的流场均匀性设计提供参考.

作者信息

序号	姓名	单位	发文数	被引次数	H指数	G指数
1	李立君	中南林业科技大学机电工程学院	110	484	12.0	17.0
2	龚中良	中南林业科技大学机电工程学院	34	104	7.0	8.0
3	文韬	中南林业科技大学机电工程学院	9	39	3.0	6.0
4	郑立章	中南林业科技大学机电工程学院	6	31	3.0	5.0
5	桑孟祥	中南林业科技大学机电工程学院	3	6	2.0	2.0
6	董帅	中南林业科技大学机电工程学院	3	6	2.0	2.0