FLUENT对云凝结核计数器云室内 气流特征的模拟研究

运用计算流体力学模型ANSYS FLUENT,对DMT公司的恒流热梯度云凝结核计数器(CCNC)云室内的流场、温度场以及水汽场进行模拟。依据外场观测和室内实验中的常用进气流速0.0164,0.0185,0.0205,0.0226和0.0246 m/s以及云室温差2,8和17 K,对比不同进气流速和云室温差对云室内流场的影响。结果显示,云室内的速度场和温度场均受进气流速和云室温差的影响。当云室温差为8 K,进气流速为0.0205m/s时,模拟出的云室中心线的过饱和度约为0.27%,较好地模拟出云室内的水汽过饱和状态。     

云凝结核数浓度观测影响因子的实验室研究

气溶胶的云滴活化能力影响云的微物理特性, 还表征气溶胶吸湿性的强弱。活化气溶胶(即云凝结核, Cloud Condensation Nuclei, CCN)的观测研究中的重要方法是CCN计数器(CCN Counter, CCNC)的应用。针对CCNC观测的影响因子进行了实验室研究。实验结果表明, CCNC所处的气压和设置的流量会对过饱和比产生等比例的影响, 而进气温度可能导致非线性的影响。实验中发现当气压差超过300 hPa时, CCNC气压调节装置会导致气溶胶的损失, 且损失的比例随着压差的增大而增大。在气溶胶浓度超过10000个/cm³、过饱和比低于0.2%时, 会出现对CCN数浓度的低估, 可能是由于水汽消耗导致CCN无法全部活化而不能被CCNC观测。研究结果及给出的建议对CCN的观测有指导意义, 同时有利于CCN数据的质量控制和分析工作。     

一种快速测量高粒径分辨率气溶胶活化率曲线的方法

基于扫描粒径的原理, 介绍了测量高粒径分辨率气溶胶活化率曲线的方法。给出了改进的数据反演算法, 能较好地反演出气溶胶和云凝结核的数浓度谱分布, 以及气溶胶分档活化率。在大气气溶胶的外场观测中对该方法进行了检验。     

有机气溶胶对中国境内云凝结核数量的贡献研究

根据κ-K?hler理论, 利用2006年中国境内气溶胶浓度的数值模拟结果, 计算总体气溶胶活化为云凝结核的数浓度, 并评估有机气溶胶对云凝结核数量的贡献。中国境内云凝结核数浓度总体呈东部高西部低的分布, 这与东部受到更多人为源排放影响、气溶胶浓度高有关。假设气溶胶各类化学组分彼此外混合, 则各季节云凝结核数浓度为0.9×10³~1.2×10³ cm^-3, 有机气溶胶对云凝结核数量贡献全年平均为30%。假设气溶胶中有机组分彼此内混合并与其他组分外混合, 则各季节云凝结核数浓度为0.9×10³~1.1×10³cm^-3, 有机气溶胶对云凝结核数量的贡献全年平均28%。尽管有机气溶胶对云凝结核数量的年平均贡献相差不大, 但夏季和冬季的贡献有较大差异, 原因在于夏季有更多的二次有机气溶胶生成, 而冬季更多的是一次有机气溶胶排放。因此, 有机气溶胶是中国云凝结核的重要来源, 并且有机气溶胶的混合状态对云凝结核数量有很大的影响。     

ICP算法在双目结构光系统点云匹配中的应用

双目结构光系统在测量物体时有更好的效果,测量物体视野是单目测量系统的两倍。该文根据针孔成像理论给出了双目结构光重构的数学表达式,并通过Zhang氏标定法给出了标定结果。在双目系统中,投影仪和摄像机的标定误差、仪器设备的系统误差,都会导致得到的两组三维点云数据不能很好地重合。因此,该文提出将标定获得的两个摄像机关系矩阵做为点云匹配的初值,使用改进的最近迭代点(iterative closest points,ICP)算法,加速点云匹配时间,并对经过初值变换的点云数据进行再次匹配,进一步减小系统在标定过程中的误差,从而达到对标定误差进行补偿的目的。实验结果表明:改进的ICP算法使标定后的点云能够很好地重合,并对标定值进行了修正,点云匹配的时间缩短为0.3s。     

基于观测量扩展的捷联惯导快速对准方法

为了研究惯性器件信息对捷联惯导系统（SINS）的影响,在静基座条件下,基于SINS简化误差模型,建立了采用速度误差、等效陀螺角速度误差和等效比力误差作为系统观测量的改进扩展观测方程,通过奇异值分解法（SVD）进行可观测性分析,引入等效陀螺角速度误差和等效比力误差的方法实现了系统全部状态的完全可观测性.仿真实验表明：与常规方法相比,该方法引入等效比力误差加速了水平失准角的收敛,引入等效陀螺角速度误差提高了方位失准角的收敛速度,同时状态的完全可观测性提升了初始对准精度.     

海洋水文气象观测设备误差校准算法研究

为了提高海洋水文气象数据采集精度,需要对观测设备获得的数据参数进行误差校准标定。本文分别对分段线性化算法、最小二乘法的曲线拟合计算方法和样条函数分段三次多项式算法进行对比分析,最终将通过所有误差标定点且标定点处曲线光滑连续的样条函数分段三次多项式曲线拟合法,作为标准数据与观测数据进行误差校准标定的基本方法。通过实验对比分析,三次样条函数分段拟合误差标定法能够降低数据测量误差,保证观测设备获得较为准确、可靠的数据参数。     

RANSAC算法在线结构光视觉测量系统中的应用研究

针对线结构光视觉测量系统中参数标定易受噪声和亮度突变等因素的影响,而传统算法难以拟合包含异常值点云的问题,在现有标定方法的基础上,提出了一种基于随机抽样一致性(RANSAC)的改进算法拟合光平面参数。随机选取三个点云数据拟合光平面,选择阈值并统计在此平面上的内点数量,多次重复求得包含最多内点的平面,并以这些内点以特征值法进行平面拟合得到所求平面方程。实验结果表明,与最小二乘法相比,该方法可以很好地适应标定过程中出现的误差和异常值的情况,稳健地估计平面参数值,从而进一步提高线结构光参数标定精度。     

随机抽样一致性算法在线结构光视觉测量系统中的应用

针对线结构光视觉测量系统中参数标定易受噪声和亮度突变等因素的影响,而传统算法难以拟合包含异常值点云的问题,在现有标定方法的基础上,提出了一种基于随机抽样一致性(RANSAC)的改进算法拟合光平面参数。随机选取三个点云数据拟合光平面,选择阈值并统计在此平面上的内点数量,多次重复求得包含最多内点的平面,并以这些内点以特征值法进行平面拟合得到所求平面方程。实验结果表明,与最小二乘法相比,该方法可以很好地适应标定过程中出现的误差和异常值的情况,稳健地估计平面参数值,从而进一步提高线结构光参数标定精度。     

双轴旋转捷联惯导的误差参数标定方法

针对目前的双轴旋转调制捷联惯导系统误差标定方法参数标定不全、速度较慢的问题,提出一种新的双轴旋转调制捷联惯导系统误差参数标定方法,以实现全参数、快速标定,从而进行误差补偿以有效提升惯导系统导航精度。首先通过研究双轴旋转捷联惯导系统误差补偿的基本原理和系统机械结构,推导了初始时刻内、外轴处于任意角度情况下的陀螺误差方程;而后在对状态方程进行可观测性分析的基础上,设计了标定路径;最后通过滤波获取标定参数结果。该标定方法无需外部基准,仅通过系统自身旋转机构即可快速实现对陀螺误差全参数标定,弥补了之前方法只能标定部分参数的缺点,且有效缩短了标定时间,仿真结果表明,相比之前方法需要几十分钟的标定时间,该方法只要在6min内即可实现陀螺全参数标定,是一种快速有效的标定方案。     

一种新的六端口接收机的校准方法

在现有关于六端口反射计校准方法的基础上,结合六端口接收机的特点提出了一种新的校准方法.该方法将经过调制的本地参考信号与本振信号的比值作为校准所需的标准.根据给出的条件来选择调制方式和相应产生标准的状态,将会使校准过程大大简化.采用该方法进行校准,计算量小,无需进行迭代运算,而且广泛适用于各种六端口结的校准.     

确定混煤中单煤比例的方法

建立了一种新的在有重叠峰情况下确定混煤中单煤比例的方法:曲线剥离分峰法。该法按单煤正态分布曲线方程积分计算混煤比,操作简单,计算结果唯一,效果良好,适用于各种复杂情况。引入镜质组含量校正后,可以更准确地计算混煤比。建立单煤与混煤分布曲线方程的过程,可作为由一组实测数据确定多个待定参数的成功实例。     

云底高测量仪的快速检校

针对日常气象业务的需求,新近研制出一种基于CCD非测量相机的云底高立体测量仪。讨论了此仪器的快速检校方法,并为此设计了一种东、西、南、北、天顶五个方向都有标志点的室内检校场。研究出采用Canny边缘提取、八邻域跟踪和椭圆拟合的自动提取大量标志点的方法以及由此解算仪器参数的高精度技术。     

基于GRM的在线校准研究

计算机化自适应测验的题库面临建设成本高且更新、扩充技术较复杂等问题.在线校准技术,可以将新题和旧题置于同一参数量尺上,降低了题库扩充成本.已有若干关于两级评分下新题的在线校准研究,但多级记分项目的在线校准却鲜见报道.该文先由拓展的夹逼平均法求取难度初值,并用多序列相关系数法求取区分度初值,再采用多步EM算法估计项目参数.Monte Carlo模拟结果表明:新题项目参数的估计值返真性较好,且参数的估计精度随着作答次数的小幅度增加而保持着逐渐提高的趋势.     

流量计微机检定系统

针对目前流量计检定一般由人工操作,操作繁琐,检定周期长,效率低,而且人为误差较大等问题,提出了微机系统检定方法,主要介绍流量计微机检定系统的检定原理、系统构成及实施方法。该系统可靠性高,功能完善,操作方便,完全满足国家计量检定规程。     

多点浮动定标原理及其在快速水分测定仪中的应用

该文提出了一种基于浮动定标原理的“多点浮动定标”的示值标定新方法，它可以有效地扩大水分仪的示值标定范围，提高示值标定的精度。文中给出了一个实现该方法的设计案例。     

GPC浓度效应的研究——用多分散试样标定普适标定曲线方程新方法

在GPC浓度效应的模型理论基础上,提出了用多分散试样标定普适标定曲线方程的新方法。采用数理分析方法,经过多重数学转换,把多分散试样的分子参数转变成单分散标样的有效流体力学体积的直接解析函数,得到了用多分散试样来建立单分散标样的普适标定曲线方程式,并按该方程式分析和处理了多分散PS,PDCMA和PTDMA试样数据,所得到的普适标定曲线方程与单分散标样的普适标定曲线方程一致,经过浓度效应修正后,两者重合。     

高精度摄像机标定模板的设计及识别算法

针对目前摄像机标定模板——黑白棋盘格识别精度低导致标定精度降低的问题,提出了一种以渐变圆形为特征的摄像机标定模板以及相应的检测算法.新的摄像机标定模板以渐变圆形作为图元代替以前的棋盘格交点,从而可以使摄像机更精确地对其位置进行识别,得到更精确的摄像机标定结果,并保留了黑白棋盘格作为标定模板,具有制作简易,成本低廉的优势,并且针对这种标定模板,提出了精确的检测算法.实验结果表明,在相同的摄像机和相同的环境下,新标定模板和检测算法标定的投影误差比黑白棋盘格的标定结果减少了20%.     

基于交比不变和间距比不变的线阵相机畸变标定方法

基于线阵相机双目视觉成像技术可有效检测汽车底盘异物,保证人员安全。但相机畸变影响几何量测、三维重建精度。并且由于线阵相机与面阵相机的成像模型不同,造成适用于面阵相机畸变校正算法无法直接运用在线阵相机当中。通过研究面阵相机的畸变成像模型,结合线阵相机的成像特点,推导出线阵相机的畸变成像模型。利用交比不变性和间距比不变性,结合线阵相机的畸变成像模型,建立二元畸变方程组;并利用等间距条形标靶获得相应参数。最后对新方法进行了真实图像校正实验,证明该方法畸变标定简单易行,有效。