[发明专利]典型强对流流场的多普勒径向速度图仿真方法

权利要求书

1.一种典型强对流流场的多普勒径向速度图仿真方法，其特征在于，包括以下步骤：

(1)首先利用Qt框架绘制可视化界面；

(2)新建三张RGB32通道的QImage类的图片，分别为观测窗口与雷达位置和典型流场中心位置的关系示意图、流场演示图、多普勒雷达径向速度图；

(3)以多普勒雷达为坐标原点，通过QSpinBox组件输入正方形观测窗口的边长l_PUP、观测窗口中心的坐标(x_PUP,y_PUP)、涡旋中心点坐标(x_rot,y_rot)、辐散中心点坐标(x_div,y_div)；

(4)通过QSpinBox组件和QSlider组件输入气旋/反气旋的最大风速，气旋/反气旋最大风速所在半径，辐合/辐散的最大风速，辐合/辐散最大风速所在半径；

(5)多普勒雷达所在处的坐标点(x_rad,y_rad)，则在预定义的QImage多普勒雷达径向速度图像上，(i,j)处组合流场向量(v_x,v_y)在雷达射线上的速度分量为：

以多普雷雷达到(i,j)处的向量与真实流场(v_x,v_y)夹角的cos值为依据，设置判据：

当judge＜0时，径向速度流向雷达；当judge＞0时，径向速度远离雷达；当judge＝0时，真实流场向量与雷达射线垂直。

2.根据权利要求1所述典型强对流流场的多普勒径向速度图仿真方法，其特征在于，所述步骤(1)是指利用Qt框架中的QGroupBox类和Line类进行界面分区，QGroupBox窗口部件提供了有标题的组合框，将交互窗口分为仿真演示区和参数调整区；利用QLabel类在仿真演示区添加图片展示区，在参数调整区添加文字标识说明，QLabel类主要用来文本和图像的显示；通过QSpinBox类在参数调整区设置数据输入框，输入涡旋/反涡旋坐标、辐合/辐散坐标、观测窗口坐标、以及涡旋/反涡旋半径和最大速度、辐合/辐散半径和最大速度、观测窗口尺寸，QSpinBox是一个计数器控件，允许用户选择一个整数值通过鼠标单击向上向下或者按键盘的上下键来增加或减少当前显示的值，也可以直接输入整数值；利用QSlider类制作水平滑动条输入，使涡旋/反涡旋半径和速度、辐合/辐散半径和速度可以通过拖动滑块进行连续观测，QSlider部件提供了一个带有滑块垂直或水平滑动条，它允许用户用鼠标沿水平或垂直方向拖动滑块，并将滑块所在的位置转换成一个合法范围内的值，用于方便连续地控制有界值；同时，涡旋/反涡旋半径和速度、辐合/辐散半径和速度的输入框和滑动条输入通过setValue()函数进行同步。

3.根据权利要求1所述典型强对流流场的多普勒径向速度图仿真方法，其特征在于，所述步骤(4)根据Rankine提出的流场经典模型，针对轴对称气旋/反气旋和辐合/辐散流场，以气旋/反气旋和辐合/辐散中心为原点，设流场中的最大风速V，最大风速所在半径R，则半径r处相应的速度分布如下：

典型强对流流场中的气旋以气旋中心为原点，呈对轴对称逆时针旋转，方向与从原点发射的射线垂直；反气旋以反气旋中心为原点，呈轴对称顺时针旋转，方向与从原点发射的射线垂直；辐合以辐合中心为原点，方向与从原点发射射线的反方向一致；辐散以辐散中心为原点，方向与从原点发射射线的方向一致；

则在预定义的流场演示图像上，(i,j)处的气旋(反气旋乘-1)流场向量、辐散(辐合乘-1)流场向量分别为：

在笛卡尔坐标系中，将各个典型流场以向量的形式在每个像素点(i,j)处进行运算，得到组合流场；在预定义的QImage流场演示图像上，利用QPrinter类在(i,j)处绘制和组合流场向量大小方向相一致的箭头，每隔30个像素点绘制一次，得到流场演示图，并将内存中QImage类的数据转化为QPixmap类型，并在QLabel组件中显示。

4.根据权利要求1所述典型强对流流场的多普勒径向速度图仿真方法，其特征在于，所述步骤(5)在预定义的雷达径向速度图QImage图像上，(i,j)处的颜色以径向速度分量v的大小为依据进行赋值，径向速度越大颜色越浅：当judge＜0时，分为7种绿色；当judge＞0时，分为7种红色；当judge＝0时，设置为黑色；此时，真实流场映射为多普勒径向速度图，将内存中QImage类的数据转化为QPixmap类型，并在QLabel组件中显示。