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《电磁式流体测量理论与方法 基于调和矢量场与网络建模》

近年来,随着电磁式流体传感器种类的不断扩展与结构上的高效创新,其测量理论与方法作为高精度流量测量与传感器设计优化的重要依据与参考,急需进一步研究与完善。在此背景与动机下,本书结合前人在该领域的研究成果,提出了一种具有普适性的、基于调和矢量场与网络建模的场分布计算理论以及非满管直匀流的定常流场分布理论,为传感器的设计、优化与应用提供坚实基础。凭借上述核心理论,本书进一步介绍了长弧形电极结构的电磁式非满管流体测量、非绝缘测量管结构的电磁式非满管测量、单点与接地电极结构的电磁式非满管测量、多维模型下非理想电磁式流体测量性能差异等研究工作及其相应的学术成果,可供从事流体测量领域的科研人员与仪器仪表研发相关的工程技术人员参考。本书具体涉及的主要内容如下:
(1)对前人在电磁式流体测量领域中的重要理论研究成果以及目前存在的问题进行了整理与总结。从研究的背景与意义入手,本书介绍了流体测量与目前水资源调控的关系与现状,进而以此引入电磁式流体测量领域,梳理与总结了传感器相应测量方法、权重函数理论以及管道流场分布理论的国内外研究现状,并对其中存在的主要问题进行了归纳与整合,提出了本书的构想与章节安排。
(2)研究并提出了一种具有普适性的、基于调和矢量场及网络建模的场分布计算理论。基于调和矢量场的概念与多物理场的相似性,本书研究与提出了一种具有普适性的等效模拟方法构想,形成一种具有广义条件的数值计算方法,并将其引入电磁式流体测量传感器的权重函数理论中,进而提出了一种基于调和矢量场和网络建模的场分布计算理论,可用于计算传感器的权重函数。本书从理论推导和数值仿真两个方面,对基于调和矢量场和网络建模的场分布计算理论及其权重函数计算方法进行了可行性和有效性的验证。
(3)研究了非满管直匀流的定常流场分布理论问题,提出了一种基于

第1章 研究背景与发展
1.1 研究背景与意义
1.2 流体测量及其电磁式测量方法
1.3 国内外电磁式流体测量历史与现状
1.3.1 电磁式流体测量方法研究
1.3.2 电磁式流体传感器权重函数理论研究
1.3.3 管道流场分布理论研究
1.3.4 当前电磁式流体测量研究中存在的问题
1.4 本书主要内容与章节安排
第2章 电磁式流体测量相关基础理论
2.1 引言
2.2 基本测量原理与测量方程
2.2.1 基本测量原理
2.2.2 测量方程
2.3 电磁式流体传感器的权重函数理论
2.3.1 权重函数的定义与发展
2.3.2 传感器的边界条件及权重函数求解方法
2.3.3 权重函数的分布及其指标
2.4 流体的流动状态及其流场理论
2.4.1 层流与湍流
2.4.2 满管流与非满流
2.4.3 流场计算的经典数学模型

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