通过大气传播的光传播沿传播路径的反射指数(称为光湍流)影响。在大气表面层中,这些波动主要是由于温度和湿度变化的湍流混合。为了提高对光学湍流的理解和预测,提出了塞文河上方大气表面层的表征。气象数据是从传感器阵列中收集的,其中包括位于马里兰州Annapolis的滨水区准备盆地(38.98n,76.46W)的两个声音动态计和一个红外气体分析仪(IRGASON)(IRGASON)。这些仪器的位置位于水线上最多8米的距离上,以分析边界层的预测。阵列安排以优化仪器灯芯上的气流。使用风速,温度,压力和其他参数等特征,可以使用几种不同的方法来计算温度,湿度和折射率的结构参数。这些结构参数是估计激光传播的湍流效应的主要手段。可以从领域数据,诸如hu虫山谷(HV5/7)等湍流漏洞的评估或可以验证恒定的浮标层缩放(Monin-Obukhov)。本文介绍了有关设置,校准,传感器套件的安装以及收集数据的早期发现的工作。
摘要 商用飞机驾驶舱中的触摸屏输入具有潜在优势,包括易于使用、可修改和减轻重量。但是,对湍流的耐受性是其部署的挑战。为了更好地了解湍流对驾驶舱输入方法的影响,我们对三种输入方法的用户性能进行了比较研究——触摸、轨迹球(目前在商用飞机中使用)和旨在帮助手指稳定的触摸屏模板覆盖。在各种交互式任务和三个模拟湍流级别(无、低和高)下比较了这些输入方法。结果表明,随着振动的增加,性能下降,主观工作量增加。当精度要求较低(在所有振动下)时,基于触摸的交互比轨迹球更快,但对于更精确的指向,尤其是在高振动下,它的速度较慢且准确性较低。模板并没有改善触摸选择时间,尽管它确实减少了高振动下小目标的错误,但只有当手指抬起错误通过超时消除时才会发生这种情况。我们的工作提供了有关受湍流影响的任务类型以及在不同振动水平下表现最佳的输入机制的新信息。
摘要。风电场控制已成为二十多年来的研究课题。它已被确定为风能科学重大挑战的核心组成部分,以支持加速风能部署并过渡到 21 世纪清洁和可持续的能源系统。集体控制阵列中的风力涡轮机的前景,可以增加能量提取,减少结构载荷,改善系统平衡,降低运营和维护成本等。多年来,它激发了许多研究人员提出创新的想法和解决方案。然而,一些更先进概念的实际演示和商业化受到各种挑战的限制,其中包括风电场和大气中湍流的复杂物理、与预测结构载荷和故障统计数据相关的不确定性以及整体设计优化问题的高度多学科性质等。在当前的工作中,我们旨在全面概述最新技术水平和突出的挑战,从而确定可以进一步促进风电场控制解决方案商业化和成功的关键研究领域。为此,我们将挑战和机遇的讨论分为四个主要领域:(1)控制流物理学洞察,(2)算法和人工智能,(3)验证和行业实施,以及(4)将控制与系统设计相结合(共同设计)。
摘要。风电场控制已成为二十多年来的研究课题。它已被确定为风能科学重大挑战的核心组成部分,以支持加速风能部署并过渡到 21 世纪清洁和可持续的能源系统。集体控制阵列中的风力涡轮机的前景,可以增加能量提取,减少结构载荷,改善系统平衡,降低运营和维护成本等。多年来,它激发了许多研究人员提出创新的想法和解决方案。然而,一些更先进概念的实际演示和商业化受到各种挑战的限制,其中包括风电场和大气中湍流的复杂物理、与预测结构载荷和故障统计数据相关的不确定性以及整体设计优化问题的高度多学科性质等。在当前的工作中,我们旨在全面概述最新技术水平和突出的挑战,从而确定可以进一步促进风电场控制解决方案商业化和成功的关键研究领域。为此,我们将挑战和机遇的讨论分为四个主要领域:(1)控制流物理学洞察,(2)算法和人工智能,(3)验证和行业实施,以及(4)将控制与系统设计相结合(共同设计)。
最近已显示在湍流边界层(TBL)中应用动态自由滑道边界,向外移动了近壁横向涡度从墙壁上移开,并将壁皮摩擦降低了40%以上。在此,我们提出了一种由动态自由滑行边界引起的局部重新性化机制,从能量交换和运输的角度来看。提出了与平均运动,湍流运动和无剪切振荡运动相关的能量成分的空间演化。对近壁区域中平均能量交换过程的分析表明,针对规范向下湍流能量级联,湍流的能量被转移到平均运动中。将大量的能量提供给无剪切动作,该动作“置换”了高度湍流和剪切的运动。复发机制与壁附近的剪切运动的外向横向涡度和剪切运动的耗竭有关。作为操纵壁剪应力产生的关键区域的有效方法,动态自由滑移边界比常规的雷米线化过程产生的效果要强得多,可用于减少有效的阻力减少和边界层控制。
在科学和工程场中,快速准确的湍流预测非常重要。在本文中,我们研究了隐式U-NET增强的傅立叶神经操作员(IUFNO),以稳定地预测三维(3D)湍流流的长期动力学。训练有素的IUFNO模型在三个摩擦雷诺数的粗网格的大涡模拟(LES)中进行了测试:re τ≈180、395和590。所采用的近壁网格比壁溶解的LES的一般要求更明显。与原始的傅立叶神经操作员(FNO),隐式FNO(IFNO)和U-NET增强的FNO(UFNO)相比,IUFNO模型具有更好的长期预测能力。数值实验表明,IUFNO框架在预测各种流量统计统计和结构的预测中,超过了传统的动态Smagorinsky模型和壁适应的本地涡流粘度模型,包括平均值和功能,包括均值和流动性速度,概率密度的功能(PDFS)和关节功能(pdfs)和关节效率。 pro文件,动能谱和Q标准(涡旋结构)。同时,训练有素的IUFNO模型在计算上比传统的LES模型快得多。因此,IUFNO模型是快速预测壁构成的湍流的有希望的方法。
摘要。如果未解决的物理学的模型参数化(例如上海混合过程的种类)将在对气候重要的时间和空间范围内保持范围很大,则必须强烈基于物理。的观察,理论和海洋垂直混合模型。确定了两种不同的机制:在各种表面强迫条件下(稳定,不稳定和风驱动),在表面附近的边界层中混合海洋混合,以及由于内部波,剪切不稳定性和双重扩散而导致海洋内部混合(由不同的热和盐分子扩散速率引起)。通常应用于上大洋的混合方案不包含一些潜在的边界层物理。因此,开发了海洋边界层混合的新参数化,以适应某些物理学。它包括一个用于确定边界层深度h的方案,其中对散装理查森数字的垂直剪切的湍流有参数为参数。给出了整个边界层中扩散性和非局部传输的表达式。扩散率是与表面层中湍流的模拟理论一致的,并且受其及其垂直梯度均与H处的内部值相匹配的条件。然后对此非局部“ k剖面参数化”(kpp)进行验证,并将其与替代方案(包括其大气相对)进行比较。它最重要的功能是
风速校准是一种测试过程,其中风速测量仪器或风速计的输出与参考风速相关。在某些情况下,例如部署风传感器来测量大气风,则需要从校准表生成传递函数,并在测试报告中提供该传递函数。目前,有三个已发布的标准介绍了旋转风速计的测试协议:ASTM D 5096-02、ISO 17713- 1 和 IEC 61400-12-1。对于声波风速计,参考了两个已发布的标准:ASTM D 6011-96 和 ISO 16622。旋转和声波风速计通常用于天气测量。对于较小的风速仪器,如皮托管系统和热线风速计,ASTM D 3796-09 中提供了一种标准校准方法。所有这些标准的一个共同要求是,风速计校准必须在均匀流动、低湍流的风洞中进行,其中稳定状态的风条件会将风传感器的性能与某些因素(例如振动和偏角风)隔离开来。IEC 61400-12-1 和 ASTM D 3796-09 中的程序还规定,风洞参考速度应使用皮托管系统测量。另一方面,ASTM D 5096-02、ISO 17713-1、ASTM D 6011-96 和 ISO 16622 没有规定参考风速的特定测量系统,因此可以结合其他类型的风测量系统。在 NIST 空气速度校准
摘要折射结构常数的索引,C,N 2表征了光湍流的强度,描述了传播电磁束穿过不均匀加热的湍流环境的破坏。为了改善预测模型,至关重要的是,对环境参数和光学湍流之间的关系有更深入的了解。到此为止,在马里兰州安纳波利斯的塞文河附近的切萨皮克湾建立了一个流水,890 m的闪烁仪链路。特定于闪光灯计的C n 2数据,以及在大约15个月的时间内收集了许多气象参数,以表征近野马环境中的闪烁仪链接。这种接近海洋连接的特征与在先前的陆地和开放海洋连接中观察到的特征不同。此外,现有用于预测开放式链路环境参数C N 2的宏观气象模型显示在近野马环境中的性能很差。虽然近海改编的宏观气象模型显示出较低的预测误差,但本研究表明,可以开发新的模型以减少近距离环境中的C N 2预测误差。完整的数据集,包括C N 2测量,据我们所知,是第一个延伸超过一年的测量之一。
人们对远离平衡的系统中的整体空间平均涨落有浓厚的兴趣 1-4 ,其中流体湍流提供了一个引人注目的例子 5,6 。三维 3D 湍流的一个基本方面是能量从大尺度到小尺度的级联,随后在最小尺度上耗散。表征能量通量对于湍流建模尤为重要。众所周知,局部能量耗散率波动很大 6 。这项工作研究了从大尺度到小尺度的能量通量,在有限范围的局部区域内取平均值。如果系统处于稳定状态,则流体 B 中典型大小为 R 的子体积上的能量通量的空间平均值可简单地由耗散动能的速率给出。在这种情况下,通量必然为正,并从大尺度流向小尺度。然而,这种通量随时间的变化可能非常显著。事实上,已经多次证明,能量可以从小尺度向大尺度散射,导致能量通量为负值 7,8 。很自然地,可以预见这种影响应该取决于所研究子系统的尺度。这项工作的目标之一是量化在流动子域上测量的能量通量的波动,特别是它对子域大小的依赖性。在局部各向同性条件下,整体平均能量耗散率 ¯ 与给定尺度下纵向速度差的三阶矩 r 有关,