第二章 歐文探針發展與應用
第一節 量測與分析方法
標準 IRP 尺寸( d=1.7, di=1.2, h=1.7, D=2.6, H=5.1mm)，當流體流 經壓力量測孔時，其速度降為零，所量得為總壓(Pstagnation)，另外由靜 壓量測孔可量得靜壓(Pstatic)，如此由總壓與靜壓的差值，即可應用柏 努利方程式求得風速(文獻[2])。目前用於調查的行人風場的風速傳感 器是幾年前由歐文（Irwin）研發引入的。 該 Irwin 探針用於測量地
應用定向性歐文探針於建築環境風場量測分析研究
表面附近邊界層區域風速的平均值和較低頻率波動，簡化了行人風場 舒適度的測量和分析。它已被許多研究和商業試驗設施用使用。文獻
[11] Emanuela Palombi, Nick Cook (2010) 近年也開始研發新型 Irwin 探針，期望能被用於測量風速和風向。其軸對稱設計類似於 Irwin 探 針；然而，其獨特的特徵是圍繞中心管的基部等距離地定位的六個孔 組組成，並定義為 7 孔 Directional Irwin 傳感器。在管的基底處，在 圓筒的頂表面處有六個孔圍繞中心管以 60°間隔佈置(圖 2-2)，以檢測 這種表面流動模式。
當六個表面孔全聚集在一個增壓室中，探頭的作用就像標準的 IRP。當六個表面孔單獨測量壓力時，探針所測得之風壓變化，對於 風向具有相當敏感度。圖 2-3 顯示了六個表面管和中心管於極坐標上 的平均風壓係數雷達圖，其中參考動態風壓係以中心管高度處所測得 數據為基準。將所量得的壓力數據加以分析發現，風向角的分布可經 由傅立葉係數與平均偏移值合成。
由於表面管量測點有限，以 7 管 IRP 來說，其量測角度間隔為 60 度，主要風向角未必洽巧落在量測的點位上，因此需要建立一個 適合的分析方法來率定其主要風向。依文獻[11]所述，風向角與平均 風壓係數間可以應用傅立葉係數來表示，且可忽略高頻項次所帶來的 微小差異，因此，在實際率定本研究所發展之定向式歐文探針前
第二章 歐文探針發展與應用
(Directional Irwin Probe, DIRP)，先以該文獻之數據資料加以計算驗證 二案實驗結果，以說明率定方法之合理性。
In this Case 1, the Major wind direction is 3490 Complex Exponential/Amplitude
e
jw Ae
je
jwFourier Coefficient
Check the results between solution and experiment, and It shows the analysis of Fourier Decomposition is reasonable .
應用定向性歐文探針於建築環境風場量測分析研究
In this Case 2, the Major wind direction is 2920 Complex Exponential/Amplitude
e
jw Ae
je
jwFourier Coefficient
Check the results between solution and experiment, and It shows the analysis of Fourier Decomposition is reasonable .
第二章 歐文探針發展與應用
圖 2-1 IRP 幾何尺寸 資料來源：參考書目[2]
P
V
式 2-1
圖 2-2 Directional Irwin Probe 資料來源：參考書目[11]
應用定向性歐文探針於建築環境風場量測分析研究
圖 2-3 兩不同方向角下平均壓差比(中心管與表面管) 資料來源：參考書目[11]
然對於 4 孔 DIRP 的風向率定方法，迄今文獻資料尚無明確分析方 法。因此，本案假設 4 孔 DIRP 所測得之無因制平均靜壓係數，其中 心點運行軌跡為橢圓形，採中心朝向原點之向量作為率定風向之方 法。