風機尾流場與海氣邊界層風場的多普勒激光雷達觀測研究.pdf

1、基于多普勒效應的傳感器的開發(fā)和應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系統(tǒng)以其高時空分辨率，高精度，多角度測量成為晴空風場測量的有效手段之一，除了風場測量還可以進行大氣湍流、飛機尾渦和風切變等觀測，在氣象預報和航空飛行安全等領域發(fā)揮重要作用。
　　本文首先介紹了相干多普勒激光雷達的測風原理，其次是基于全光纖的相干多普勒激光雷達硬件系統(tǒng)結構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，并結合MATLAB高效直觀地將結果圖呈現(xiàn)出來。
　　本文研究的主體部分是相干多普勒激光雷達在風電和海氣邊界層風場兩方面的應用介紹和數(shù)據(jù)分析。
　　由于風電場選址和設計受到地形和環(huán)境風場的影響，精細化的風場測量對于風資源評估和風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在海陸風電場的風場觀測實驗和結果分析，還對風機尾流場進行了觀測分析。由于風機尾流會影響風機發(fā)電效率和服務壽命，測量風機尾流對優(yōu)化風機布局、提

3、高風機效率、延長風機壽命和提高風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風機控制的觀測結果。
　　海氣邊界層大氣運動影響著全球循環(huán)和物質能量交換，風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的海上風場觀測的可行性。船載相干多普勒激光雷達系統(tǒng)進行實驗測量，并根據(jù)測量數(shù)據(jù)進行風廓線和垂直速度反演，為了消除船體姿態(tài)對測風準確度的影響，研究了船體姿態(tài)校正算法和印證結果。最后介紹了垂直速度分辨率優(yōu)化反演結