吹扫式仿生嗅觉检测腔结构设计及流场性能模拟与试验

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期刊论文

论文标题(英文)：

Structure design of sweeping type bionic olfactory detection chamber and its flow field performance simulation and verification

作者：

文韬;董帅;龚中良;李立君;郑立章;...

通讯作者：

Gong, Zhongliang(gzlaa@163.com)

作者机构：

[文韬; 董帅; 龚中良; 李立君; 郑立章; 桑孟祥] School of Mechanical and Electrical Engineering, Central South University of Forestry and Technology, Changsha

410004, China

[文韬; 董帅; 龚中良; 李立君; 郑立章; 桑孟祥] 410004, China

通讯机构：

School of Mechanical and Electrical Engineering, Central South University of Forestry and Technology, Changsha, China

语种：

中文

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

关键词(英文)：

Acoustic wave velocity;Acoustic wave velocity measurement;Air;Bionics;Boundary conditions;Computational fluid dynamics;Computer simulation;Differential equations;Ducts;Electronic nose;Equations of motion;Error detection;Flow fields;Flow of fluids;Flow of gases;Incompressible flow;Models;Numerical models;Sensors;Stability;Structural optimization;Velocity;Velocity distribution;Accuracy and repeatabilities;Air velocity distributions;Coefficient of variation;Detection chambers;No-slip boundary conditions;Olfactory;Performance analysis;Response and recovery time;Structural design

期刊：

农业工程学报

ISSN：

1002-6819

年：

2017

卷：

期：

页码：

78-85

DOI：

10.11975/j.issn.1002-6819.2017.10.010

基金类别：

国家自然科学基金（31401281）湖南省自然科学基金（14JJ3115）湖南省高校科技创新团队支持计划（2014207）湖南省科技计划重点研发项目（2016NK2151）

机构署名：

本校为第一且通讯机构

院系归属：

机电工程学院

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...

摘要(英文)：

The detection chamber is an important part of the bionic olfactory detection analysis instrument. Unreasonable structure design of detection chamber can cause gas vortex and prolong the sensors' response and recovery time. Non-uniform distribution of airflow field can cause inconsistence of the sensor array in numerical induction. Therefore, it is significant to explore the characteristics of gas flow and distribution, optimize the flow field structure, improve the uniformity and stability of the flow rate and advance the accuracy and repeatabi...

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