室外近地面流場特性分析及煙羽重現(xiàn).pdf

1、為適應(yīng)生存環(huán)境，自然界中大多生物都有相當(dāng)靈敏嗅覺系統(tǒng)。很多生物能夠利用其敏銳的嗅覺通過氣味信息進(jìn)行界定領(lǐng)地、吸引同伴、跟蹤獵物、抵御敵人等生命活動(dòng)。上世紀(jì)九十年代初，一些學(xué)者通過模擬生物嗅覺功能，研究如何使用移動(dòng)機(jī)器人實(shí)現(xiàn)氣味源定位功能，即使用配備有風(fēng)速/風(fēng)向與氣味/氣體傳感器的移動(dòng)機(jī)器人確定氣味源頭的過程。
　　 氣味/氣體傳播的主要影響因素有風(fēng)、溫度層結(jié)、風(fēng)速廓線以及地面粗糙度等。其中風(fēng)是影響氣體傳播的最主要因子，而大氣邊界

2、層下的流場處于湍流運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，決定了室外近地面流場的運(yùn)動(dòng)特征。
　　 本文利用超聲風(fēng)速風(fēng)向儀與氣體傳感器分別測量了室外近地面的風(fēng)速/風(fēng)向和氣體濃度信息，分析了近地面流場特性并結(jié)合空間插值方法對流場中的風(fēng)速/風(fēng)向與氣體濃度信息進(jìn)行了重現(xiàn)。重點(diǎn)開展完成了如下工作：
　　 第一、采集了20組室外近地面單點(diǎn)風(fēng)速/風(fēng)向信息?？紤]到大氣湍流的多尺度特征，首先應(yīng)用了子波變換多分辨方法分析了分尺度風(fēng)速/風(fēng)向的統(tǒng)計(jì)特性，然后應(yīng)用混沌多尺度熵

3、方法對風(fēng)速的復(fù)雜性進(jìn)行了分析，在此過程中，還研究了分尺度風(fēng)速/風(fēng)向統(tǒng)計(jì)特性及其復(fù)雜性隨風(fēng)速變化的規(guī)律。
　　 第二、分別在室外8 m、10 m和20 m三種空間尺度范圍內(nèi)使用風(fēng)速儀與氣體傳感器采集了風(fēng)場與濃度場的數(shù)據(jù)，并分析了風(fēng)場中各空間-時(shí)間點(diǎn)的平均風(fēng)速/風(fēng)向特性及不同空間-時(shí)間點(diǎn)之間風(fēng)速的關(guān)系。此外，根據(jù)大氣湍流的多層次性，分析了分尺度風(fēng)速相干結(jié)構(gòu)的條件相位平均波形，從而得出了風(fēng)場中不同時(shí)間尺度下風(fēng)速的平均演化規(guī)律。