[发明专利]近地层大风的湍流特征计算方法

权利要求书

1.一种近地层大风的湍流特征计算方法，其特征在于：所述近地层大风的湍流特征计算方法包括如下步骤：

(一)基于10Hz三维超声风速原始观测资料进行湍流特征计算前的前期准备工作湍；

(二)寻找当前需要处理的1Hz二维超声风速观测点同区域的超声风速观测点，基于该点的10Hz三维超声风速观测资料进行湍流特征和统计计算，得到风速标准差σ_u与摩擦速度u_*的转换系数C；

(三)对1Hz二维风场观测数据原始数据进行质量控制，基于以下公式筛选出原始数据中的野点：

|dx(i)|＝3σ

其中x代表二维风场风速数据的时间序列，dx(i)＝x(i+1)-x(i)，σ为序列x的标准差；

然后移除上一步中检测到的野点，并用以下的方法进行插值：

x(i)＝x(i-1)R_m+(1-R_m)X_m

其中m是常数，取m＝10，R_m是序列x(i-m：i-3)与x(i-m+2：i-1)的相关系数，而X_m为序列x(i-m：i-1)的平均值；

(四)对质量控制后的风速和风向数据进行u，v分解；

(五)将分解后的u，v二维风速以10min为基本时距进行分析，并将仪器坐标旋转到与所选取10min时间段内平均风向相同，使得旋转后的u方向与主风向一致，进而得到纵向分量和横向分量，其具体方法如下：

首先定义水平平均风速U和平均风向角

(六)计算湍流强度，阵风系数，湍流积分尺度等湍流特征；

(七)计算u方向的标准差σ_u，并通过步骤(二)得到的转换系数C和下式计算得到摩擦速度u_*；

(八)利用得到的摩擦速度u_*计算二维1Hz观测数据中没有得到的湍流参数，首先通过以下公式计算粗糙度z₀，

之后计算动量交换系数C_d，公式如下，

最后计算感热交换系数C_h，公式如下，

其中，所述湍流特征包括质量控制、风向调整和脉动风计算。