引信头部雨滴打击力计算

该文通过对雨滴碰撞力计算方法分析,推动出了一种能够描述雨滴硅撞过程力的变化公式。可以作为防雨机构雨滴碰撞力计算的重要理论依据。     

雨滴运动分析

用雨滴与气体分子碰撞模型来描述雨滴所受阻力,分析雨滴的收尾速度。提出在未达到收尾速度前雨滴加速度是均匀递减的假设,根据这一假设,并且利用已得出的雨滴收尾速度,分析雨滴在未达到收尾速度前的运动。     

汽车雨滴传感器的设计

雨滴传感器是汽车智能雨刷系统的重要组成部分.基于光强变化的原理,提出了一种新的红外线雨滴传感器设计.传感器由红外光发射电路和红外光接收电路组成,用PIC单片机做控制器.实验证明,该雨滴传感器反应灵敏,实时性好,性能稳定.     

2006年夏季祁连山北坡雨滴谱特征

利用2006年夏季在祁连山北坡进行人工影响天气综合科学试验期间的激光雨滴谱仪观测资料,对该地区夏季不同云系降水的雨滴谱特征进行分析．结果表明：按照降水云系的结构,分别对对流云系、层状云系和混合云系降水情况下降水雨滴的直径分布进行比较,雨滴各种平均粒径由大到小排序依次是对流云系、混合云系和层状云系．降雨强度和雨滴粒子数密度变化趋势一致．雨滴粒径和降落速度之间有很好的对数关系．3类云系的降水强度和雷达回波强度之间也满足对数关系．通过这些分析为祁连山实施人工增雨（雪）提供一定的科学依据．     

我是雨滴

我是雨滴 是云朵妈妈怀抱里的幼儿 只要雷声叔叔重鼓一敲 我就奔向大地欢快舞蹈     

一种改进的视频图像中雨滴去除方法

提出了一种改进的视频图像中雨滴去除方法.通过分析雨滴的物理光学特性,首先将连续5帧的视频图像存储在一个数组中,并求该5帧图像的同一像素点的最大、最小值；再将最大、最小值作差,当差值大于0时,证明该点被雨滴覆盖；然后将要处理图像的该点分别与最大、最小值作差,并取绝对值,当该点与最小值的差值大于与最大值的差值时,用最小值取代该点的灰度值；最后将该方法与Nayar帧时差法进行比较.实验表明,该方法能够更好地去处视频图像中的雨滴.     

雨滴谱gamma函数拟合方法的分析与评估

地面雨滴谱常呈现gamma分布,gamma函数三个参数分布特征与降水云性质有关,采用不同拟合方法得到雨滴谱分布参数亦存在差异。利用2016年6～7月华南前汛期降水观测试验期间广东龙门地面PARSIVEL激光雨滴谱数据和相同地点的C波段调频连续波垂直探测雷达数据进行层状云及对流云分类,对地面雨滴谱数据按照15 min时长进行分组,得到了102组层状云降水样本和64组对流降水样本,开展降水雨滴谱gamma模型函数拟合方法的评估试验。对雨滴谱分布平均值特征曲线的代表性确认后,分别进行了非线性最小二乘法拟合以及多种阶矩法的拟合试验;使用地面实测数据与gamma拟合函数三个参数分别计算雨滴谱数浓度均方根误差、质量加权中值粒径的相对误差和降水强度的相对误差评估拟合结果。结果表明,使用非线性最小二乘法拟合效果最优。联合2016年6月13日调频连续波雷达探测一次降水过程不同阶段的地面雨滴谱特征,得到降水强度与gamma参数的相关关系,为降水云体垂直结构及降水微物理研究提供合理方法。     

雨滴的衰减截面模型及特性分析

对多组数据进行分析后,发现散射截面的规律,以雨衰公式和M-P,J-T雨滴谱为基础,进行多组数据拟和,得出了HPM雨滴衰减截面的经验模型,利用经验模型,得出衰减率随频率和降雨量变化的规律.模型具有简单实用的特点,并且由模型所得结果、结论与有关文献完全一致.     

图像法快速测量色斑直径和雨滴直径

采用图像法处理滤纸色斑测量雨滴直径。应用距离变换生成分水岭,以分水岭对滤纸色斑进行分割,获取滤纸上色斑面积,计算色斑等效直径D,率定自然雨滴直径d=1.1~4.1 mm,与色斑直径关系d=0.356 1×D0.723 3。图像法不受色斑毛刺影响,色斑等效直径测量准确,工作效率高。     

雨滴对降落伞织物垂直冲击的实验研究

为了研究多雨环境对降落伞开伞的影响机理,设计了液滴对降落伞织物垂直冲击的实验装置。依据降雨谱选择有代表性大小的液滴,由雨滴和降落伞的稳降速度确定了液滴的冲击速度范围在0.77~2.42 m/s之间,利用高速摄像机记录液滴对织物垂直冲击的动态过程,分析了液滴在织物表面的铺展特性。实验结果表明:当液滴冲击速度提高150%和214%时,反映液滴铺展特性的平均最大铺展因子分别增大64%和68%。此外,提高织物的预紧张力可以有效减弱液滴对织物冲击所造成的振动影响。     

海南省秋季暴雨过程雨滴谱的特征分析

以2017年海南省海口市秋季暴雨过程为研究对象,利用Parsivel降水粒子谱仪观测到的雨滴谱资料,分析雨滴微物理参量特征及滴谱随降水过程的演变特征.结果显示:降水粒子以直径小于1 mm的雨滴为主,直径大于1 mm的雨滴数所占的比例低,但其对雨强的贡献最大.雨滴数浓度、雨强、最大直径和均立方根直径随时间的演变趋势相似,峰值和谷值位置基本一致.降水前期雨滴谱以单峰为主,谱型窄;中期谱型拓宽,滴谱从单峰向双峰甚至三峰演变,有4 mm的大粒子出现;末期谱型变窄,滴谱变回单峰,雨滴数浓度显著降低.当进行Gamma分布的拟合时,直径在1.5 mm～3 mm范围内的雨滴,其拟合最为理想,本研究可为进一步研究热带降水云系的微物理特征提供参考.     

积层混合云降水雨滴谱特征分析

研究了雷州半岛积层混合云雨滴的微结构参量特征,用2007年8月8日至11日在广东湛江和遂溪观测获取的295个降水雨滴谱样本.根据雨滴瞬时谱和有关物理量的演变特征,分别得到了数浓度、雷达反射率因子和雨水含量与雨强的变化关系,给出了雨滴谱的Γ分布拟合和参数随时间的变化特征,得出三次积层混合云降水的平均谱Γ分布,可以描述为N=58 859.634 29D~(7.403 805) exp(-4.816 26D).这些结果可作为检验标准与雷达回波资料进行比较,确定降水的性质和定量估量降水;还可以通过地面连续雨滴谱数据推测空中雨滴谱的基本特征,从而完整地认识整个降水过程.     

雨滴溅蚀模型研究

利用实验数据对影响雨滴溅蚀的5个主要因子,即降雨、土壤特性、坡度、坡面流水深和植被覆被,进行了单因子分析.结果表明,坡度对雨滴溅蚀的影响先随坡降的增加而递增,当坡度超过约26°的临界值后开始减小;雨滴溅蚀随水深与雨滴直径比值h/d的增加先增大,当h/d=1时达到最大值,之后开始减小;植被覆被屏蔽系数公式中的经验参数c值可以取为0.01.通过数据分析,提出了新的坡度因子、坡面流水深屏蔽系数计算公式,从而建立了一个新的雨滴溅蚀模型.与现有模型相比,新模型全面考虑了5个主要因子的影响,经过与实验数据的对比,模拟效果良好.     

不稳定平台OTT-Parsivel雨滴谱仪测量速度订正

针对高架环境中OTT-Parsivel雨滴谱仪测量结果受环境气流影响易出现误差的问题, 开展不稳定平台的OTT-Parsivel激光雨滴谱仪探测试验, 提出在不同水平风速环境下的质量控制方法, 给出测量速度订正模型, 并对其进行仿真实验和误差分析。基于 2020年北京夏季降水过程, 利用280 m高处OTT-Parsivel激光雨滴谱仪、三维超声风温仪和动态倾角传感器的测量数据, 对多次降水个例进行分析。结果表明, 提出的模型对雨滴的垂直下落速度有良好的订正效果, 各尺度通道速度分布更趋于正态分布, 有效粒子数可提高6%。在缺少倾角测量的情形下, 利用超声风温仪风速数据估计缺失的倾角数据, 估算的倾角值与实测值的一致率可达96.43%。在水平风速超过8 m/s的大风情况下, OTT-Parsivel雨滴谱仪测量数据的可用性得到提高。     

环境风对光学雨滴谱仪探测的影响

为了研究环境风影响下激光雨滴谱仪探测数据的应用,基于北京2018年6—8月的多次降水过程,对比架设于不同高度的OTT-Parsivel激光雨滴谱仪和超声风温仪的探测结果,分析环境中不同强度的水平和垂直风对雨滴谱仪观测的影响。结果表明,水平风速小于10 m/s且垂直风速大于0.4 m/s时,利用OTT-Parsivel观测的速度谱估计垂直风速,80%以上的估计值与超声风温仪观测值一致;对雨滴垂直速度的修正会使计算得出的直径1 mm左右的雨滴数浓度发生显著变化,进而影响雨滴谱衍生物理量;借助定义的样本速度谱平均标准差和异常雨滴比例两个特征参数,可以识别80%水平风速大于10 m/s的样本。     

分组mask引导的单幅图像去除雨滴

恢复被雨滴损毁图像是提高自动驾驶或视频监控等机器视觉在自然场景中识别性能的必要预处理任务。该任务的核心技术是对雨图中雨滴的定位和恢复被雨滴覆盖的背景信息。现有基于数据驱动的解决方案是基于雨滴定位采取固定阈值下硬掩码(hard mask)或软掩码(soft mask)引导的深度神经网络去除雨滴。考虑到雨滴形状的多样性、对背景损毁程度的模糊性,该文提出基于分组函数的自适应阈值分割算法(称为分组掩码)引导的雨滴去除算法。首先,分组掩码根据雨滴大小的多样性和雨滴对背景模糊程度的不同自适应提取雨滴信息;然后,将雨滴损毁图像和分组掩码级联作为输入,用对抗损失训练生成对抗网络(GAN)去除雨滴,输出恢复的干净背景图。综合实验可见,文中提出的图像去雨滴算法比现有的算法更具有优越性。     

基于雨滴谱函数的降雨动能理论计算模型

降雨动能是刻画降雨侵蚀能力的一个重要指标，广泛地应用于土壤侵蚀模型研究. 基于大量试验观测资料所给出的降雨动能与降雨强度的经验关系，受观测手段和条件的限制，难以普适推广使用. 文中结合试验资料分析，研究和建立了基于雨滴谱函数和雨滴终点速度的降雨动能理论计算模型，并给出了体积比动能和时间比动能的理论计算方法. 结果表明：在降雨强度近似不变的条件下，降雨动能与降雨强度间更符合幂函数关系；通过改变雨滴形状参数，可以计算不同类型的降雨动能. 通过与其他研究者根据实测资料所得的经验公式的对比分析表明，对于不同地点和不同类型的降雨动能，本计算模型都可以给出十分接近的理论估算，并且地形和风对降雨动能的影响也可以被有效地考虑.     

北京低边界层雨滴谱的垂直分布特征

基于安装在气象铁塔不同高度的3台Parsivel激光雨滴谱仪, 研究2020年6—8月北京地区31次降雨过程低边界层的雨滴谱垂直分布特征及其对雷达测量降雨的影响。结果表明, 在雨滴从280 m下落到140 m的过程中, 雨滴破碎占据主导地位, 大尺度雨滴减少, 小尺度雨滴大量增加; 从140 m下落到地面的过程中, 雨滴合并占据主导地位, 大尺度和小尺度雨滴均减少, 中等尺度雨滴增加; 对流型降雨中, 随着高度降低, 大尺度雨滴迅速减少, 雨滴破碎对雨滴谱分布的影响较大。北京地区对流型降雨的雨滴谱特征介于海洋型与大陆型之间。由于雨滴谱的分布随高度变化, 不同降雨特征量也随高度发生非线性变化, 因此使用地面的降雨测量结果对气象雷达进行校准以及联合反演降雨会产生Z-R错配误差, 这种误差在稳定型降雨和弱降雨中更显著。     

速度谱低端法在MRR 反演雨滴谱中的应用研究

针对微雨雷达(MRR)反演雨滴谱时, 大气垂直气流影响较大(下沉气流达到1 m/s 以上时, 反演滴径的误差超过40%)以及如何剔除垂直气流的问题, 应用速度谱低端法估计垂直气流, 将降水粒子数密度最大处的速度作为速度谱的低端, 并以此计算垂直气流的速度。为了检验这个垂直气流速度对MRR 反演的修正效果, 将与MRR 放置在一起的Parsivel 雨滴谱仪的测量值作为参考进行对比。大雨强条件下修正后的相对误差减小20%左右, 中、小雨强时修正后的相对误差减小10%以上, 说明用速度谱低端法计算的垂直气流可用于修正MRR 的反演。