热力非均匀下垫面对流边界层流场结构特征研究

利用对流水槽成功模拟热力非均匀下垫面对流边界层的发生发展.仿照数值模拟中常用的马赛克方法在对流水槽的底部铺了一些导热率缓慢的材料(橡胶薄板),使下垫面的加热存在差异,进而产生非均匀加热.利用温度廓线和准直光系统共同决定边界层顶部的位置和对流速度尺度.采用PTV测量技术获得高精度的二维流场,看到流场具有复杂的空间结构和尺度特征.相对于均匀下垫面来说,底部的非均匀加热使得混合层湍流的组织性得到加强,具有稳定的环流结构.非均匀下垫面对流边界层的方差随高度的变化曲线与均匀下垫面的特征明显不同.为了分析非均匀下垫面对流边界层的环流特征和水平输送对湍流变化的贡献,计算了湍流动能的湍流输送.计算结果表明,加热开始不久,由于不同下垫面的的温差较大,水平输送也较大;而当一段时间后,温差变小,水平输送也变小了.由此可以看出非均匀下垫面对流边界层的水平输送依赖于下垫面的非均匀强度.     

近地面层湍流大气中光传输到达角起伏实验研究

为研究不同气象条件下近地面层湍流大气对光传输到达角起伏的影响,在校园内一块较平坦草地上开展了光传输实验。 采用半导体激光器作为光源,传输60 m至接收端,使用焦距为1300 mm的望远镜接收后由CCD相机采集光点灰度图片。 根据灰度图片上光点位置计算传输路径上的大气湍流折射结构常数$C_n^2$以及垂直、水平两个方向到达角 (Angle of arrival, AoA)起伏方差的比值。同时测量了传输路径附近的温度、风速等气象数据,计算稳定 度参数Richardson数。结果表明, Richardson数大于临界值0.25时,垂直、水平到达角起伏方差比值均 大于1.0; Richardson 数小于0.25时,垂直、水平到达角起伏方差比值在1.0左右起伏。由此可以看到, 稳定层结条件下,湍流表现为各向异性特征;不稳定层结条件下,湍流表现为各向同性特征。     

浅谈区县级广播电视台电视转播车

本文介绍了奉贤区广播电视台转播车的设计思路、系统整体构成、设备的选择,并从实际出发,简明扼要的介绍了目前区县级电视转播车的设计理念和系统的构造.     

非均匀下垫面对流边界层热通量特征的物理模拟研究

利用对流水槽,通过在底面设置马赛克状隔热覆盖物,模拟热力非均匀下垫面对流边界层的发生发展.在对流边界层发展的同时,利用温度廓线测量仪器分别测量不同下垫面的温度廓线,获取不同时刻温度场的数据,由此计算了热通量廓线.结果表明,非均匀下垫面对流边界层的归一化热通量随高度表现出非线性特征,即具有上凸和下凹的特征.上凸和下凹特征随时间出现振荡,这明显不同于均匀下垫面的情形.从热通量等值线图上可以看出,总体平均的热通量廓线振荡较小,局地热通量廓线振荡较大,而且下垫面未覆盖区域的热通量廓线比覆盖区域振荡的频率更高、振幅更大.这表明,非均匀下垫面条件下的对流边界层和均匀下垫面条件下的对流边界层的湍流结构有很大的不同.热力非均匀下垫面湍流特征呈现出一些均匀下垫面所没有的物理特性.在均匀下垫面得到的边界层的参数化规律不能简单地用于热力非均匀下垫面的对流边界层发展过程.水槽模拟的结果可以为数值模拟和野外观测提供有益的参考.     

浅谈区县级广播电视台电视转播车

本文介绍了奉贤区广播电视台转播车的设计思路、系统整体构成、设备的选择,并从实际出发,简明扼要的介绍了目前区县级电视转播车的设计理念和系统的构造.     

夹卷层大尺度相干结构运动特征的室内模拟研究

大尺度相干结构是大气边界层中一种重要的物理现象。本文利用室内水槽模拟方法模拟对流边界层的发生发展,利用实验获取的光斑图像对夹卷层大尺度结构进行了研究。通过分析实验采集的光斑图样中大尺度相干结构的闪烁特性,发现其对应于光斑中长而亮的条纹,而在闪烁指数廓线中对应于峰。根据大尺度结构的这种闪烁特征,本文提出了一种空间相关方法计算其垂直平均速度,并对大尺度结构的运动特征进行了分析,结果表明,边界层顶部热泡以缓慢运动为主,其驱动了边界层顶部的发展。     

CCD位数和光圈大小对采样信号质量影响的研究

类似CCD这样记录二维信息的传感器在诸多研究领域都有重要的应用。CCD的位数是涉及信号质量、价格和数据传输速度等方面的一个重要指标。CCD光圈也是影响信号质量的一个重要因素。采用数值模拟的方法,从信号的标准差和功率谱的角度讨论了CCD的采样位数和光圈调整对信号保真的影响,并给出了CCD的最佳工作状态图。结果表明,4位和6位CCD采样信号失真较大,而8位CCD,只有操作得当,才可以和12位CCD一样不失真地反映出真实的信号信息。根据模拟结果得出CCD的最佳工作状态图,为CCD的采集提供很好的理论指导,有一定的现实意义。