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关键词： 玫烟色棒束孢   表面活性剂   表面张力   接触角   最大稳定持留量   安全性评价   扫描电镜   毒力  

摘要： 玫烟色棒束孢(Isaria fumosoroseus)是重要的虫生真菌之一。增加玫烟色棒束孢孢子、芽孢在植物和害虫体表的附着量是提高其致病力的重要措施,而降低玫烟色棒束孢孢子悬浮液的表面张力及其与靶标植物和昆虫体表的接触角可有效提高孢子的附着量。表面活性剂是一种可有效降低药液表面张力、提高农药利用率的重要助剂。本论文研究了添加不同表面活性剂对玫烟色棒束孢孢子悬浮液的增效作用及表面活性剂对玫烟色棒束孢分生孢子的安全性评价;并利用扫描电镜(SEM)观察了添加表面活性剂后玫烟色棒束孢分生孢子在小菜蛾幼虫体壁的附着量及添加表面活性剂对小菜蛾幼虫的毒力影响。结果如下:1.采用OWRK法和表面张力法测定了甘蓝、苹果、茄子和黄瓜叶片的表观表面自由能以及添加4种表面活性剂后玫烟色棒束孢孢子悬浮液的表面张力和临界胶束浓度(CMC),结果表明,甘蓝、苹果、茄子和黄瓜叶片的表面自由能分别为28.24、29.26、45.21和66.79 m J/m,当普鲁兰多糖(Pullulan)和PEG-12聚二甲基硅氧烷(OFX-0193)的质量浓度达500 mg/L,ɑ-烯基磺酸钠(AOS)和二异丁基萘磺酸钠(Nekal)的质量浓度达250 mg/L时,即达到临界胶束浓度(CMC),孢子悬浮液的表面张力分别降低为45.60、27.30、24.30和21.80 m N/m,其中OFX-0193、AOS和Nekal达到临界胶束浓度后孢子悬浮液的表面张力均小于4种供试叶片的表面自由能,表明这3种表面活性剂在适宜浓度下均可显著提高药液的润湿性能。2.采用量角法和重量差值法测定了药液在4种不同植物叶片上的接触角和最大稳定持留量。结果表明,PEG-12聚二甲基硅氧烷(OFX-0193)、ɑ-烯基磺酸钠(AOS)和二异丁基萘磺酸钠(Nekal)3种表面活性剂在125～500 mg/L下均可提高玫烟色棒束孢孢子悬浮液在4种供试植物叶片上的润湿性能;其中250 mg/L的Nekal在甘蓝和苹果叶片上的最大持留量(11.90和13.28 mg/cm)和接触角(29.5°和27.5°)均显著优于OFX-0193和AOS,润湿效果最好;在茄子叶片上,添加125 mg/L的OFX-0193时持留量最大(9.45 mg/cm)。3.对筛选获得的表面活性剂进行了安全性评价。孢子萌发抑制率的测定结果表明:添加Nekal和OFX-0193对玫烟色棒束孢PF904的孢子萌发无抑制作用,而AOS则对其表现为抑制作用。因此,玫烟色棒束孢PF904中添加OFX-0193和Nekal 2种表面活性剂可用于防治苹果、甘蓝类害虫,添加OFX-0193还可用于防治茄类害虫。4.通过扫描电镜和室内毒力测定试验,研究了添加不同浓度的OFX-0193和Nekal表面活性剂后,玫烟色棒束孢在小菜蛾幼虫体壁的孢子附着量及对小菜蛾幼虫侵染速率和毒力。结果表明:添加250 mg/L Nekal和125 mg/L OFX-0193可显著提高玫烟色棒束孢孢子悬浮液在小菜蛾幼虫体壁各结构区的孢子附着量,其中添加Nekal的孢子悬浮液在小菜蛾幼虫体表三种部位的孢子附着量分别为对照2.19倍、1.78倍和1.94倍,增大了侵染几率;且添加2种表面活性剂显著缩短了孢子萌发时间,促进附着孢的形成,提高了侵染速率。室内毒力测定结果表明:添加250 mg/L Nekal和125 mg/L OFX-0193可显著提高玫烟色棒束孢孢子悬浮液对小菜蛾幼虫的致病力,其中添加Nekal的孢子悬浮液对小菜蛾幼虫的校正死亡率达79.2%,致死中时降低为2.71d,增效作用显著。

关键词： 凝析气藏   流体分布   分布特征  

摘要： 该构造为典型的'两断夹一隆'模式.本文对该气藏地质和气藏特征研究的基础上,从流体性质、流体分布,控制因素方面详细分析了该气藏分布特征,讨论了裂缝对流体分布的影响,为下步气藏下步开发挖潜提供借鉴.研究表明:该气藏构造主控、岩性、物性、裂缝均影响流体分布.

关键词： 金属玻璃   微纳米管   热塑性成型   密度涨落   表面张力  

摘要： 微纳米管具有独特的中空结构,其密度低,比表面积大,负载能力强,在光学、电、磁、传感器,生物医学等领域具有广泛的应用。微纳米管可由多种材料制备而成,包括碳材料、氧化物玻璃、金属、陶瓷、聚合物等,材料的自身特点决定了微纳米管的性能和应用价值。因此,本文选用高性能的金属玻璃为材料,设计一种新的设备与装置用于制备金属玻璃微管,从而拓宽金属玻璃和微纳米管的研究领域以及应用范围。本文利用金属玻璃独特的热塑性,将块体金属玻璃管加热至其过冷液相区,在牵引力的作用下发生热塑性变形,得到金属玻璃微管(MGMTs)。我们选用金属玻璃纤维形成能力(FFA)最强的PdCuNiP金属玻璃为原材料,利用打孔装置得到块体金属玻璃管。然后,借鉴我们前期金属玻璃丝的制备工艺,在真空腔体中成功制备出单孔和多孔的PdCuNiP金属玻璃微管。单孔微管表面光滑,且均匀连续,但多孔微管表面粗糙,发生明显变形。但该工艺存在一定的缺陷,重复性不太理想,制备成功率也有待提高。其主要原因是加热源温度场不成轴对称分布,加热过程不能精确控制。在此基础上,本文设计一种制备金属玻璃微纳米管的新装置,其制备工艺可通过计算机软件精确控制,该装置主要包括真空腔,加热装置和加热程序,以便提高重复性和成功率。加热源为高熔点的钨丝线圈,其热场均匀,成轴对称分布,制备的单孔PdCuNiP金属玻璃微管的尖端相对较细,最小内径约5μm,并且加热初始电流越大,加热时间越短。另外,结合XRD和TEM的结构表征,均表明PdCuNiP金属玻璃微管是完全的非晶结构。本文采用同步辐射X射线nano-CT技术对在新装置中制备的单孔微管进行三维(3D)重构,再次证明了这种制备金属玻璃微管的新装置和方法是可行的,制备的样品是标准的圆柱状结构,没有发生明显变形,且该方法的成功率较高。通过对重构样品的灰度值g分析,发现金属玻璃微管在微米尺度至纳米尺度上,出现密度涨落现象,金属玻璃可看作是高密度区和低密度区相互贯穿的复合体。在表面张力的作用下金属玻璃表面层的自由体积最多,从而造成内外表面密度最低。这种密度涨落现象也进一步证实了金属玻璃微观结构的不均匀性。

关键词： 流体模拟   特征提取   涡旋细丝   数据驱动   神经网络  

摘要： 随着计算机图形学的发展,人们开始对自然界各种物理现象进行模拟。其中,自然界的流体运动是一种看似简单却极为复杂的运动,模拟流体的运动在人们生活中应用极为广泛。然而,在众多流体模拟的算法中,传统数值方法都需要通过迭代运算,这种运算方式往往耗时很长,因此对流体模拟过程的加速研究尤为重要。近年来,在流体模拟的领域中,流体的特征提取是被人们广泛研究的课题。其中基于涡旋细丝的流体特征提取方法可以提供来自现实世界或模拟流场的简化表示。这种特征提取方法是从给定三维流体速度场中建立数据相关的大型稀疏复能量矩阵,求解该矩阵最小特征值及其对应的特征向量,利用得到的特征向量,通过一维轮廓追踪来提取细丝,获得流体速度场的特征信息。这一特征提取方法的核心问题是求解大型稀疏复能量矩阵的最小特征值及其对应的特征向量。本文针对求解大型稀疏复能量矩阵的特征问题,优化基于涡旋细丝的流体特征提取过程,实现特征提取的加速。本文的研究分为以下几个方面:第一,考虑到前人使用的MALTAB自带APPACK软件包方法计算矩阵特征问题过慢,为了优化特征提取过程,本文试验了三种传统数值迭代方法:逆幂迭代法（IPM）、隐式重启分块Lanczos法（IRBL）、Jacobi-Davidson及PCG法的结合算法（JDCG）代替该方法,实现流体特征提取过程。通过计算开销的对比,我们发现JDCG法可以优化特征提取过程,同时也得出传统方法计算时间均较慢的结论。第二,为了更好地加速流体特征提取的过程,本文提出了一种基于数据驱动的流体特征提取方法,通过建立卷积神经网络模型,实现流体特征提取的加速过程,该模型包括:（1）数据获取模块:通过改变流体速度场参数和进行矩阵基本运算获取大量样本数据;（2）卷积神经网络（CNN）模型构建模块:采用合适的参数和网络层结构构建一个适用于输入输出数据的卷积神经网络;（3）模型生成模块:先根据不同模式下的输入输出不同,用不同参数在模型中构建三种模式:训练模式、评估模式和预测模式。并在训练模式下,利用待训练样本数据进行训练,得到适用于计算复能量矩阵特征问题的卷积神经网络模型;（4）模型评估模块:在评估模式下,评估训练得到模型的可用性;（5）预测和应用模块:在预测模式下,给定输入输出数据,利用上述评估过的可用于计算复能量矩阵最小特征值及其对应特征向量的卷积神经网络模型,完成从给定三维流体速度场中提取特征信息并利用涡旋细丝进行重构的过程。第三,本文将这个基于数据驱动的特征提取方法应用于9种不同的流体速度场中,包括5种简单的流线模型和4种复杂的流场模型。在不同模型中分别实现特征提取过程,得到流体特征提取图像。我们对每一个实验结果进行了对比和分析:列表比较数据驱动方法（CNN）与我们寻找到的较优的传统数值方法（JDCG）的计算开销,突出基于数据驱动的流体特征提取方法在计算速度上的优势,并得出结论:我们所提出的这个基于数据驱动的流体特征提取方法,可以广泛应用于不同流体模型的特征提取中,实现流体特征提取上的加速,有很大的应用意义。

关键词： 银纳米流体   光学特性   光热效应   表面张力  

摘要： 纳米流体是指将尺寸大小在纳米级别的颗粒均匀分散在液相中形成的新流体。优良的导热、导电、流动以及摩擦减阻等性质,使纳米流体在能源、化工、热传导、药物运输等领域内得到了广泛的研究和应用。纳米流体的性质随纳米颗粒的浓度、材质和流体基液的不同而发生变化,通过调节这些参数可以实现对纳米流体性质的调控,而其中性质改变的机理探究引起了广大研究者的兴趣。银纳米颗粒具有良好的光学特性、导热、导电特性以及光热性能,使其在生物医学、微电子器件、光学器件等领域有良好的发展前景。将银纳米颗粒分散在基液中形成银纳米流体,即保留着银纳米颗粒的性能,还具有流体的性能,这使得银纳米流体具有很广泛的应用。本文以银纳米流体为研究对象,研究了银纳米流体的光热效应及表面张力。主要研究内容如下:首先,基于Mie散射理论及离散偶极近似算法,分析了银纳米粒子及其二聚体的消光、散射、吸收以及近场特性。研究结果表明,球形纳米银粒子的消光、散射、吸收共振峰均随颗粒尺寸、环境折射率的增大而发生红移,而且在银纳米球的消光特性中散射特性逐渐占据主导地位。在银纳米球二聚体中,当入射光沿y轴方向(垂直于二聚体轴)偏振时,粒子间间距对消光、散射、吸收以及近场分布影响不大。当入射光沿z轴方向(平行于二聚体轴)偏振时,二聚体的消光散射吸收共振峰随着颗粒间间距的减小而发生红移,近场增强因子随粒子间间距的增加而呈指数减小。其次,采用水热法,以硝酸银为银源,PVP为表面活性剂,葡萄糖为还原剂,在一定条件下合成银纳米颗粒,通过改变实验参数,合成不同尺寸的银纳米颗粒,为银纳米流体光热及表面张力实验提供测量样品。接着,研究了银纳米流体的光热行为。根据热传递方程分析了单个银纳米球在连续激光光束辐照下周围环境的温度分布,建立了银纳米流体的理想化光热模型,由于理想化模型计算的困难性,最后根据能量守恒重新建立了银纳米流体的光热模型。实验方面,测量了不同浓度、不同粒径分布的银纳米流体光热温度变化情况。结合光热模型,分析银纳米流体的光热效率。首先分析了激光关闭后的散热过程,以确定银纳米流体光热过程中的热散失率,再分析了升温过程,计算出银纳米流体的光热转化效率。研究表明,银纳米流体的热散失率与银纳米颗粒浓度和尺寸大小无关,与周围环境以及液滴初始温度有关。当颗粒大小固定时,银纳米流体的光热转换效率随颗粒质量分数的增大而增大;但当质量分数固定时,Ag纳米流体光热转换效率并非随颗粒尺寸的减小而增加,这说明了,光热转化效率还与颗粒之间的耦合影响以及颗粒对散射光的吸收有关。最后,基于光学衍射方法研究了银纳米流体的表面张力变化情况。首先,建立了在倾斜板上液滴的三维模型,并分析了液滴表面对入射光场的影响,根据理论模型计算了入射光经液滴表面作用得到的反射光场分布特征。其次,根据理论模型设计实验测量液滴表面的反射光场分布,通过反射光场条纹分布计算液滴表面张力。实验测量了水和不同浓度银纳米流体的表面张力,通过水的表面张力计算结果验证了液滴模型和测量方法是可行的。研究表明,银纳米颗粒可以降低水的表面张力。在一定浓度范围内,银纳米流体表面张力随颗粒浓度的增加而减小。

关键词： SPH方法   流体模拟   边界处理   对称区域   表面张力   CSF方法   表面粒子提取   反向插值  

摘要： 流体模拟作为计算机图形学的重要分支,已被广泛应用于影视特效、军事模拟、动画制作以及医学等领域;但目前仍然存在很多问题需要研究,例如,流体的固壁边界处理、表面张力计算、固体入水的移动边界处理等,对这些问题的研究,不但具有理论意义,而且具有很强的实际应用价值。本文在阅读和分析了大量相关文献资料的基础上,对上述问题进行了研究。本文首先介绍了流体的固壁边界处理、表面张力计算、固体入水的移动边界处理的历史背景及研究现状,然后对此开展了以下三方面的工作:一、边界力法和虚粒子法是处理固壁边界的常用方法。边界力法通过对铺设在边界上的粒子施加排斥力防止粒子穿透,但边界力的计算限制了模拟速度。虚粒子法在边界处生成虚粒子,随着粒子数的增加所需的虚粒子数也随之增加,导致计算速度下降,且会出现流体与边界分离的现象。为此,本文提出一种对称区域边界处理方法,在保证逼真度的前提下满足实时性要求,且随着粒子数的增加,该方法的耗时增长也明显比其他传统方法慢,更适合对复杂场景的模拟,同时避免了边界处流体与边界分离的现象。二、CSF（continue surface tension）方法是处理表面张力常用的方法,它将表面张力看作体积力进行计算,大大减弱了表面形状对曲率计算的影响,而事实上曲率的计算只与表面的形状有关。为此,本文对CSF方法进行改进,提出一种基于表面粒子提取的表面张力计算方法,与传统CSF方法相比,减小了计算曲率的误差,提高了计算速度。三、固体入水问题分为固体高速入水问题和固体低速入水问题,传统虚粒子法是处理固体入水问题的常用方法。传统虚粒子法通过在固体内部生成虚粒子来防止流体穿透固体;对于简单边界,例如圆形边界,由于虚粒子在边界内部均匀分布,处理效果较好;但对于复杂边界,例如尖角处,由于虚粒子在其内部无法均匀分布,导致固体边界各处由虚粒子产生的排斥力大小不一,流体与固体之间出现不均匀空隙、尖角处流体穿透固体的现象随之产生,且虚粒子法计算量大。由于固体高速入水与固体低速入水的模拟结果（是否有溅起的水花）不同,本文针对固体高速入水和固体低速入水问题分别对虚粒子法进行了改进。首先,针对固体高速入水问题,本文提出了一种改进的虚粒子法,改进的虚粒子法与传统虚粒子方法模拟时长相当,但不会出现上述问题,更适合复杂边界的处理。其次,针对固体低速入水问题,本文提出一种反向插值的压力计算方法,这种方法无需生成虚粒子便可有效处理运动边界与流体交互,该方法在保证逼真度的同时,提高了模拟效率,固体与流体之间不会产生空隙,同时适用于复杂的运动边界,且能保证动量守恒。

关键词： 船体振动   螺旋桨   鸣音   防止   卡门涡街  

摘要： 轮船是我国重要的一种交通工具,轮船的发展经历了几个世纪,目前已经形成了多种多样的轮船,客船、货船、军舰等都是轮船的一种形式,对于轮船的研究与创新脚步从未停止。螺旋桨是轮船行驶的重要动力因素,螺旋桨在水下可以提供轮船行驶的足够动力,不仅仅是应用于轮船,我们所熟悉的飞机也安装螺旋桨。轮船在行驶的过程中,船体会发生振动,随之而来的螺旋桨也会发生鸣音,船体产生剧烈的振动,螺旋桨的鸣音过大,都会给轮船的行驶带来一定的危害,会损害轮船内部结构,严重时还会发生事故。分析船体振动以及螺旋桨鸣音的作用机理,才能找到防止船体振动和螺旋桨鸣音的方法。

关键词： 等变梯度分歧问题   不变势函数芽   接触等价群   右等价群   余维数  

摘要： 本文将映射芽引入对称性和接触等价群,给出了等变分歧问题,梯度映射芽以及势函数芽的概念,计算了在各种等价群下相对应的切空间,运用奇点理论和群论知识,对等变梯度分歧问题与不变势函数芽的关系进行了相关研究,得到了相关的结论.本文总共有四章内容.第一章:介绍了与论文内容相关的背景知识以及目前研究的情况,阐述了论文研究的问题与意义.第二章:主要介绍了与论文内容相关的定义以及相关的结论.第三章:介绍了等变梯度分歧问题的相关知识.第四章:主要结论及其证明,给出了等变梯度分歧问题和不变势函数芽之间的关系.

关键词： 铁基非晶合金   非晶形成能力   铸造气氛   饱和磁感应强度   表面张力  

摘要： 非晶合金由于其短程有序而长程无序的特殊原子排布结构,具有有别于其晶体材料的特殊物理和化学性质,从而受到科学界广泛的关注。铁基软磁非晶合金具有高饱和磁感应强度(B)、低损耗和低矫顽力(H)等优异的磁学性能,加之低廉的成本,目前已在电力和电子等领域取得了广泛的应用。随着科技的快速发展和低能耗要求的提高,电磁器件趋于向小型化和高效化的绿色节能方向发展,这对铁基非晶软磁合金的B和非晶形成能力提出了更高的要求。目前提高铁基合金非晶形成能力的途径主要是调整成分,一般是添加某些大原子尺寸的金属元素,但是这些金属大部分为非铁磁元素,它们的添加势必会导致合金B的降低。因此,如何克服铁基合金非晶形成能力的不足和目前工艺性的限制,更深入地研究其非晶形成能力的机理,解决非晶形成能力与磁性能之间的矛盾是当前该领域待解决的难点和研究热点。本文通过添加P元素开发出了磁能优异的Fe Si BP软磁合金,并且利用非惰性气氛O、N、Air替代Ar作为铸造气氛,在不恶化合金磁性能的前提下成功的提高了Fe Mo BSi PC和Fe Si BP合金的非晶形成能力,并对其机理作了相应的研究,同时建立了铸造气氛、非晶形成能力和合金成分三者之间的联系,下面将本论文的工作介绍如下:1.通过单一控制P含量的变化和后期的热处理工艺,开发出了低矫顽力和高磁导率的Fe Si BP的非晶合金。其中(FeSiB)P合金的B为1.55T,H在0.9 A/m左右,1 k Hz和10k Hz下的磁导率分别达到17×10和14×10。并且综合考虑了粘度、晶化驱动力和界面张力对合金非晶形成能力的影响。2.以(FeSiB)(100-x)/95)P合金系为研究对象,阐明了非惰性气氛提高铁基合金非晶形成能力的机理。通过控制P含量的变化系统研究了P元素对该合金系非晶形成能力、热力学参数、粘度和表面张力的影响。研究结果表明,O和Air能提高FeSiBP合金的非晶形成能力,且其热力学性能、体成分和磁性能保持不变。Ar、Air和O中制备的合金棒,其表面P元素的含量依次降低。P含量的升高会使合金的粘度增大、吉布斯自由能差呈现先下降后升高的趋势,表面张力下降且先快后慢。研究结果认为,非惰性气氛提高Fe Si BP合金非晶形成能力的主要原因是表层P含量的降低使合金的表面张力增大,和合金表层微弱的O/N元素渗入造成的。3.利用非惰性气氛成功提高了FeMoBSiPC合金系的非晶形成能力。O对合金非晶形成能力的提升作用最明显。且不同铸造气氛下制备的非晶棒材,其热力学参数和磁性能基本保持不变。通过分析发现非惰性气氛在铸造过程中没有对合金的体成分造成影响,而合金的表层成分在不同气氛下变化剧烈。同时以不含P的合金Fe Co BSi Nb和含C不含P的Fe Si BC合金对上述结果做了验证,实验结果表明,非惰性气氛不能够使这两种合金的非晶形成能力提高,充分证明非惰性气氛提高铁基合金非晶形成能力与P元素的偏析相关。

关键词： 烟道气体流量标准装置   量值溯源   皮托管   校准系数   横向流动  

摘要： 随着我国大气污染防治工作和国际间碳交易的进一步展开,对气体污染物和温室效应气体排放量的准确计量愈发重要。烟道气体排放是我国大气污染物和二氧化碳排放的主要来源,目前国内可用于校准大口径气体流量计的标准装置较少且暂时缺乏完整的量值溯源体系,同时烟道内流场复杂、湍流度高,使烟气流量测量结果准确度较低。S型皮托管作为当前应用最广泛的烟道气体流量计,其计量性能直接关系到测量结果的准确性。为了满足当前国内对烟道气体流量的量值溯源需求和解决S型皮托管在烟道气体流量计量中校准系数受横向流动影响的问题,本文主要对中国计量科学研究院新建成的烟道气体流量标准装置进行了性能评估,并通过烟道现场测试对S型皮托管和球型皮托管在烟道流量计量中的特性进行研究,基于烟道气体流量标准装置对横向流动下S型皮托管的校准系数变化进行研究,设计了一种校准系数对横向流动不敏感的改进锥型皮托管。本文主要研究成果如下:(1)对国家计量院新建成的烟道气体流量标准装置进行了性能评估。经验证,标准装置具备流量范围为90804840m/h,流速范围为0.50m/s的测量能力,装置的相对扩展不确定度为0.62%(k=2),可对最大口径为1m的气体流量计进行校准,完善了烟道气体流量量值溯源体系。(2)通过烟道现场实验对S型皮托管与球型皮托管的烟道流量计量特性进行研究。研究发现:与现场超声流量计的标准流量相比,S型皮托的示值误差达到33.8%;球型皮托管对向测量的示值误差为-6.2%,非对向测量的示值误差为-6.5%。球型皮托管的计量性能较好,对向测量与非对向测量方法的结果准确度相当。但球型皮托管孔径小、易堵塞,不能长时间进行测量,选用S型皮托管可避免此问题,但须要进行改进以提高其计量性能。(3)烟道气体的横向流动会造成皮托管校准系数的变化,通过在不同扭转角和偏转角下对S型皮托管校准系数受探头结构参数变化的影响进行研究。结果表明:在扭转角变化时,S型皮托管的校准系数关于0°呈近似对称分布;在偏转角变化时,校准系数变化较大且不对称;静压孔压力值的变化是S型皮托管校准系数变化的主要因素;当皮托管曲率半径、取压孔距离增大,或者内外径之比减小时,校准系数的变化趋于稳定。(4)设计了一种校准系数对横向流动不敏感的改进型锥型皮托管,并对改进后的锥型皮托管结构参数对校准系数的影响进行了研究。研究发现:总压孔压力值的变化是改进后锥型皮托管校准系数变化的主要因素;在横向流动的条件下,总压孔锥形角度越小,静压孔锥形角度越大,连接杆位置距离皮托管探头越远,校准系数越稳定。最后通过烟道现场测试,改进后锥型皮托管示值误差为24.6%,相比于常规S型皮托管,测量准确度提升近9%。