风杯式风速计是应用极为广泛的测风传感器,它具有测风范围大、强度高、耐腐蚀等优点。目前所使用的三杯式风速计的测风元件——风杯,大多是凭经验和试验确定的,并没有完善的理论基础作指导,以至于没有明确风速计的线性度(即风速计的转速和实际风速的线性关系)都受风杯哪些参数的影响,具体影响的大小以及哪些参数是主要的影响因素。本论文通过优化风杯的几何形状、回转半径等参数,明确风速计的线性度以及其动态响应特性都受哪些参数的影响,以便设计出线性度更好的风杯结构;同时改善风速计的动力学特性,以便能比较准确地测量风速,并为三杯式风速计的实际应用与使用维护提供理论依据。本文利用流场仿真软件ADINA,对风杯在大气中的运动进行仿真,通过改变风杯结构参数,如回转半径和杯口直径,模拟出不同结构参数的风杯在大气中的运动特性,并据此结果分析结构参数对风杯动静态特性的影响。长春气象仪器研究所希望改变现有的EC9-1风速计杯套的材料和尺寸,以降低其生产成本,其主要目的是改善风速计的动静态特性。而风速计的动静态特性与风速计转动体的转动惯量有关,为此本文利用三线扭摆法测量了风杯的转动惯量,以验证利用Pro/E软件求得的转动惯量,为分析风杯的动静态特性提供依据;同时改变风杯结构参数,通过风洞实验求得不同转动惯量下的风速计动静态特性,并对仿真结果进行验证。