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行界定領(lǐng)地、吸引同伴、跟蹤獵物、抵御敵人等生命活動。上世紀九十年代初，一些學者通過模擬生物嗅覺功能，研究如何使用移動機器人實現(xiàn)氣味源定位功能，即使用配備有風速/風向與氣味/氣體傳感器的移動機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、溫度層結(jié)、風速廓線以及地面粗糙度等。其中風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動狀態(tài)，決定了室外近地面流場的運動特征。
　　 本文利用超聲風速風向儀與氣體傳感器分別測量了室外近地面的風速/風向和氣體濃度信息，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速/風向與氣體濃度信息進行了重現(xiàn)。重點開展完成了如下工作：
　　 第一、采集了20組室外近地面單點風速/風向信息?？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速/風向的統(tǒng)計特性，然后應(yīng)用混沌多尺度熵

3、方法對風速的復雜性進行了分析，在此過程中，還研究了分尺度風速/風向統(tǒng)計特性及其復雜性隨風速變化的規(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)使用風速儀與氣體傳感器采集了風場與濃度場的數(shù)據(jù)，并分析了風場中各空間-時間點的平均風速/風向特性及不同空間-時間點之間風速的關(guān)系。此外，根據(jù)大氣湍流的多層次性，分析了分尺度風速相干結(jié)構(gòu)的條件相位平均波形，從而得出了風場中不同時間尺度下風速的平均演化規(guī)律。