[发明专利]五孔双筒测风仪及其测风方法

权利要求书

1.一种五孔双筒测风仪，其特征在于：所述五孔双筒测风仪具有中间孔（5）、第一孔（1）、第二孔（2）、第三孔（3）和第四孔（4），所述中间孔（5）采用同轴双筒，筒间距为Δl，外筒（6）两端开口，内筒（7）前端封闭且与外筒用固定筋（8）连接；中间孔（5）的内筒分三个部分：中间钻孔段钻有位于内筒周向四排通孔（9），每排各六个通孔，两端无通孔的是整流段；五孔双筒测风仪的头部为球形，尾部为圆柱形；在球形表面沿周向均匀的开四个与外管壁垂直的第一孔（1）、第二孔（2）、第三孔（3）和第四孔（4），这四个孔的中轴线与中间孔（5）的中轴线成45°。

2.根据权利要求1所述的五孔双筒测风仪，其特征在于：五孔双筒测风仪的四条固定筋位于内筒钻孔段风向后端的整流段。

3.根据权利要求1所述的五孔双筒测风仪，其特征在于：两端整流段的长度不小于16Δl。

4.一种利用权利要求1所述的五孔双筒测风仪的测风方法，其特征在于：该测风方法包括以下几个步骤：

步骤一：测量并记录第一孔（1）、第二孔（2）、第三孔（3）、第四孔（4）和中间孔（5）中来流的压强；

p₁=P_t1+P_s2+P_s3+P_s4                    (a)

p₂=P_t2+P_s1+P_s3+P_s4                    (b)

p₃=P_t3+P_s1+P_s2+P_s4                    (c)

p₄=P_t4+P_s1+P_s2+P_s3                   (d)

p₅=P_s1+P_s2+P_s3+P_s4                  (e)

步骤二：由伯努利方程（f）和所述五个孔压强关系式（f）～(j)计算第一孔（1）、第二孔（2）、第三孔（3）和第四孔（4）中来流动压；

Pt=Ps+12ρsV2=Ps+qc---(f)]]>

Δp₁₅=q_c1=P_t1-P_s1=p₁-p₅                  (g)

Δp₂₅=q_c2=P_t2-P_s2=p₂-p₅                (h)

Δp₃₅=q_c3=P_t3-P_s3=p₃-p₅                (i)

Δp₄₅=q_c4=P_t4-P_s4=p₄-p₅              (j)

步骤三：由公式（f）计算所述第一孔（1）、第二孔（2）、第三孔（3）和第四孔（4）轴线方向上的来流速度大小；

步骤四：由所述第一孔（1）、第二孔（2）、第三孔（3）和第四孔（4）的轴线方向及其方向上的来流速度合成风速矢量；

其中：p表示测得压强，P表示压强，ρ表示密度，V表示速度，q_c表示动压，Δp表示压强差，下角标t表示总压，下角标s表示静压，下角标1、2、3、4和5分别表示第一孔（1）、第二孔（2）、第三孔（3）、第四孔（4）和中间孔（5）。

5.一种利用权利要求1所述的五孔双筒测风仪的测风方法，其特征在于：当五孔双筒测风仪以速度置于密度为ρ的待测风场中时，此时五孔双筒测风仪测量的是五孔双筒测风仪相对气体团的运动速度－空速，为五孔双筒测风仪相对地面的运动速度－地速，地速向量是空速向量和风速向量的合成向量；所述测风方法包括以下步骤：

步骤一：测量并记录第一孔（1）、第二孔（2）、第三孔（3）、第四孔（4）和中间孔（5）中来流的压强；

p₁=P_t1+P_s2+P_s3+P_s4               (a)

p₂=P_t2+P_s1+P_s3+P_s4               (b)

p₃=P_t3+P_s1+P_s2+P_s4               (c)

p₄=P_t4+P_s1+P_s2+P_s3              (d)

p₅=P_s1+P_s2+P_s3+P_s4              (e)

其中：p表示测得压强，P表示压强，下角标t表示总压，下角标s表示静压，下角标1、2、3、4和5分别表示第一孔（1）、第二孔（2）、第三孔（3）、第四孔（4）和中间孔（5）；

步骤二：由伯努利方程（f）和所述五个孔压强关系式（f）～(j)计算第一孔（1）、第二孔（2）、第三孔（3）和第四孔（4）中来流动压；

Pt=Ps+12ρsV2=Ps+qc---(f)]]>

Δp₁₅=q_c1=P_t1-P_s1=p₁-p₅                (g)

Δp₂₅=q_c2=P_t2-P_s2=p₂-p₅               (h)

Δp₃₅=q_c3=P_t3-P_s3=p₃-p₅                (i)

Δp₄₅=q_c4=P_t4-P_s4=p₄-p₅               (j)

步骤三：由公式（f）计算所述第一孔（1）、第二孔（2）、第三孔（3）和第四孔（4）轴线方向上的来流速度大小；

步骤四：由所述第一孔（1）、第二孔（2）、第三孔（3）和第四孔（4）的轴线方向及其方向上的来流速度合成风速矢量；

步骤五：对空速矢量和地速矢量进行合成，得到风速矢量；

其中：p表示测得压强，P表示压强，ρ表示密度，V表示速度，q_c表示动压，Δp表示压强差，下角标t表示总压，下角标s表示静压，下角标1、2、3、4和5分别表示第一孔（1）、第二孔（2）、第三孔（3）、第四孔（4）和中间孔（5）。