三向风标数据采集及处理系统的研究

本文报告三向风标数据采集及处理系统的研究成果。概述系统的基本工作原理及其基本结构组成。对风速数据处理方法,工作软件的编程技术以及数据处理结果报表的内容作简要说明。      

几种大气稳定度分类法的适用性研究

本文利用在湖南省耒阳地区和山西省神头电厂大气测试中获得资料,计算并比较了几种大气稳定度分类结果,分析讨论了这些分类方法的特点和适用性。建议取整层的平均稳定度代入高斯系污染物扩散模式,以表征自有效源高直至地面的整个扩散区域内的大气的湍流扩散能力。提出了将△T/△z分类法及P-T分类法用于高架源时的修正意见。      

基于奇异谱分析和极限学习机的风速多步预测

风速预测对风力发电系统具有重要的影响，为获得更高精度的风速预测结果，针对多步风速预测，成功开发了一种基于奇异谱分析和优化极限学习机的新型预测模型。首先，采用奇异谱分析将风速时间序列分解为一组相对平稳的分量，以降低风速序列的随机性对预测结果的影响；然后，对分解得到的分量分别建立极限学习机预测模型，为进一步提高预测性能，将1种新颖的活性竞争萤火虫算法用于优化极限学习机的输入权值和隐含层偏置；最后，叠加全部分量的预测值得到实际预测结果。仿真结果表明，基于奇异谱分析和活性竞争萤火虫算法优化极限学习机的模型在1步到3步风速预测中实现了较高精度的预测结果。     

1986~2015年中国东南沿海致灾气旋#br# 及其直接经济损失变化特征

将造成经济损失的热带气旋定义为致灾气旋。基于1986~2015年浙江、福建和广东省180个致灾气旋路径、灾情以及气象数据，研究致灾气旋发生的频次、经标准化处理的经济损失及风雨的时空变化特征。（1）1986~2015年东南沿海地区致灾气旋频数整体呈上升趋势。广东省致灾气旋发生频次最多，浙江省相对较小，但强度高于台风的致灾气旋发生频次增加显著。（2）浙江、福建和广东省致灾气旋造成的经济损失呈上升趋势，但占各省当年GDP的比重均有所减少，广东省比重下降最为显著；浙江省受致灾气旋经济影响最严重，损失较高的致灾气旋发生概率最大，福建省受致灾气旋影响相对较小。（3）降水量及风速是造成致灾气旋直接经济损失的重要因素，风速是影响广东省经济损失的主要因子，浙江省受降水量变化影响显著，而福建省受降水量及风速影响相对较小。浙江省东部和南部、福建省东北部以及广东省东部和西南部致灾气旋发生频次高，引起风速大、降水多，造成直接经济损失最严重。研究结果有利于深化对东南沿海地区热带气旋基本特征及损失的认识，为中国东南沿海热带气旋防灾减灾政策提供了参考。     

井巷断面内单点风速与平均风速转换机制

准确测量一点风速并将其转换为断面平均风速是矿井通风领域的一项技术难题。对其中涉及的单点风速测不准问题和单点风速与平均风速的转换机制进行了研究。结果表明,湍流充分发展的圆管断面上任一点(黏性底层除外)风速与平均风速为非线性关系,但在井下常见风速0.25~15 m/s,两者可近似为正比关系。为验证这一结论的普适性,在实验室采用激光多普勒测速仪对矩形非充分发展湍流断面上单点风速与平均风速的关系进行了测试。结果表明:当平均风速在0.78~6.2 m/s变化时,单点风速与平均风速仍表现为正比关系,比值k可作为该点风速与平均风速间的无因次转换系数;k的空间分布反映了断面速度场结构,当断面速度场结构变化时转换系数失效。在单点风速测不准问题上提出,测试传感器在提高数据采集频率的基础上应对速度信号进行时间平均处理,且时间平均尺度要大于湍流各态遍历假设。     

地面风场风速测量标准装置性能测试分析

针对地面风场风速测量标准装置应用需求,对风速测量标准装置试验段流场的稳定度、气流湍流度、气流偏角、风洞噪声等主要性能指标开展了逐个测试,并对测试结果进行了分析研究,结果表明主要性能指标满足设计和应用要求。     

风速4.6m/s柱状水银温度计相对湿度查算表的编制

GJB 150.9A—2009要求,通过湿球传感器的风速不低于4.6 m/s,需要一个风速为4.6 m/s的相对湿度查算表。介绍了风速4.6 m/s,柱状水银温度表的相对湿度查算表编制方法和计算结果,为更好地理解、执行GJB 150A—2009提供了数据参考。     

大连市南部地区冬季气态总汞浓度特征研究

利用RA-915AM汞监测仪对大连市南部地区冬季环境空气中的气态总汞进行连续监测,研究了该地区气态总汞的污染现状、日变化特征以及与空气质量指数(AQI)和气象参数的关系。结果显示,采样期间气态总汞浓度日均值变化范围为2.1~7.1 ng/m3。气态总汞浓度与AQI具有几乎一致的变化趋势。气态总汞浓度从早晨7:00左右开始逐渐减小,中午时达到最小值,之后又逐渐增大。夜间浓度高于昼间,属于夜间控制型。气态总汞与风速呈显著负相关性,与相对湿度呈显著正相关性,与温度无相关性。     

风速对LNG泄漏扩散过程影响的数值模拟

为研究环境风速对液化天然气(LNG)泄漏扩散过程的影响,采用Fluent建立LNG连续泄漏计算流体力学模型,开展不同风速下LNG泄漏扩散过程的数值模拟研究。结果表明,LNG泄漏扩散分为扩散初期、扩散中期、扩散后期3个阶段,扩散过程中LNG从低温重气逐渐转变成轻质气体。环境风速对气云的扩散主要体现在:低于5级风时,云团以两侧卷吸为主,气云表现为"叶状分叉"、中间低两端高,此时气云横风向扩散较快,甲烷扩散距离与冻伤距离随风速增大而增大;而高于5级风时,云团以顶部卷吸为主,气云表现为云团坍塌、中间高两端低,此时气云垂直风向扩散较快,甲烷扩散距离与冻伤距离随风速增大而减小。初步建立了LNG蒸气云爆炸风险范围与冻伤区域和泄漏时间、环境风速的函数关系,可为爆炸风险区域和低温冻伤区域的预测提供理论支撑。     

侧部点式排烟隧道火灾临界风速研究

为得到侧部点式排烟模式隧道火灾临界风速无量纲计算式,针对隧道侧部点式排烟模式,根据π定理和相似理论,采用量纲分析方法分析影响临界风速的相关因素,推导出影响临界风速3个因素的无量纲函数关系式;采用数值模拟方法,确定临界风速与火灾热释放速率、排烟量、排烟口距火源距离的量化关系。研究结果表明:当无量纲排烟口距火源距离小于2.22时,临界风速随排烟口距火源距离的增大呈1/25次方的增长关系,随排烟量的增大呈-3/50次方减小关系;当无量纲排烟口距火源距离大于2.22时,临界风速不再随排烟口距火源距离和排烟量的变化而改变;临界风速始终随火灾热释放速率的增大呈1/3次方增长关系。