風(fēng)機尾流場與海氣邊界層風(fēng)場的多普勒激光雷達(dá)觀測研究.pdf

1、基于多普勒效應(yīng)的傳感器的開發(fā)和應(yīng)用使得獲取各種尺度的氣象信息成為可能，相干多普勒激光雷達(dá)系統(tǒng)以其高時空分辨率，高精度，多角度測量成為晴空風(fēng)場測量的有效手段之一，除了風(fēng)場測量還可以進(jìn)行大氣湍流、飛機尾渦和風(fēng)切變等觀測，在氣象預(yù)報和航空飛行安全等領(lǐng)域發(fā)揮重要作用。
　　本文首先介紹了相干多普勒激光雷達(dá)的測風(fēng)原理，其次是基于全光纖的相干多普勒激光雷達(dá)硬件系統(tǒng)結(jié)構(gòu)以及測量模式和反演算法的介紹。本文的數(shù)據(jù)處理部分采用圖形化編程語言LabVI

2、EW編寫，并結(jié)合MATLAB高效直觀地將結(jié)果圖呈現(xiàn)出來。
　　本文研究的主體部分是相干多普勒激光雷達(dá)在風(fēng)電和海氣邊界層風(fēng)場兩方面的應(yīng)用介紹和數(shù)據(jù)分析。
　　由于風(fēng)電場選址和設(shè)計受到地形和環(huán)境風(fēng)場的影響，精細(xì)化的風(fēng)場測量對于風(fēng)資源評估和風(fēng)電場運行有著重要意義。本文除了介紹相干多普勒激光雷達(dá)在海陸風(fēng)電場的風(fēng)場觀測實驗和結(jié)果分析，還對風(fēng)機尾流場進(jìn)行了觀測分析。由于風(fēng)機尾流會影響風(fēng)機發(fā)電效率和服務(wù)壽命，測量風(fēng)機尾流對優(yōu)化風(fēng)機布局、提

3、高風(fēng)機效率、延長風(fēng)機壽命和提高風(fēng)電場土地利用率有重要參考價值。最后介紹了基于相干激光雷達(dá)風(fēng)機控制的觀測結(jié)果。
　　海氣邊界層大氣運動影響著全球循環(huán)和物質(zhì)能量交換，風(fēng)速是計算動量通量等的重要參數(shù)，本文介紹了基于相干多普勒激光雷達(dá)的海上風(fēng)場觀測的可行性。船載相干多普勒激光雷達(dá)系統(tǒng)進(jìn)行實驗測量，并根據(jù)測量數(shù)據(jù)進(jìn)行風(fēng)廓線和垂直速度反演，為了消除船體姿態(tài)對測風(fēng)準(zhǔn)確度的影響，研究了船體姿態(tài)校正算法和印證結(jié)果。最后介紹了垂直速度分辨率優(yōu)化反演結(jié)