一种测量不可压缩流体垂直流速的方法

技术特征：
1.一种测量不可压缩流体垂直流速的方法，其特征在于，包括：首先，对不可压缩流体进行分层，每一层上的水平流速通过观测得到；然后，通过tikhonov正则化方法，从水平流速的离散观测数据得到连续的水平分析场，并计算出水平分析场的偏导数，进而得到其散度；其次，利用变分最佳分析方法，构造变分优化函数，将不可压缩流体的连续性方程作为约束条件，得到垂直流速。2.根据权利要求1所述的测量不可压缩流体垂直流速的方法，其特征在于，在xyz坐标系中，所述水平流场的离散观测数据包括与对应的连续的水平分析场分别为u(x,y,z)与v(x,y,z)，在区域ω
×
[0,h]寻找垂直方向流场w(x,y,z)，使得修正流场(u,v,w)满足：其中，ω表示流体投影区域，h表示高度；约束条件为：边界条件为：w|
z＝0
＝w0,w|
z＝h
＝w
h
w0表示底部的垂直流速度，w
h
表示顶部的垂直流速；利用拉格朗日乘数法及变分最佳分析方法得到：其中，λ为朗格朗日乘子，满足：其中，散度利用松弛法求得λ(x,y)，进一步求出u,v，从而w为：

技术总结
本发明公开了一种测量不可压缩流体垂直流速的方法，首先将整个流场的高度进行分层，获取各层水平流速的观测数据：其次，通过数值微分方法，构造出水平分析场；最后利用变分最佳分析方法，得到每一层上的垂直流速，构造整个流体的垂直流场。本发明对中尺度海洋涡旋进行抽象，针对水平观测流场数据，采用吉格诺夫正则化方法，构造出水平分析流场，避免了观测误差以及观测数据分辨率较低对垂直流速计算的影响，最后利用变分最佳分析方法对计算得出的垂直流速进行修正，为诸如台风、中尺度涡旋等气象海洋现象的垂直流速的计算提供了一种可行的方法。可行的方法。可行的方法。


技术研发人员：颜超 冯径 夏凯文 段超凡
受保护的技术使用者：中国人民解放军国防科技大学
技术研发日：2022.06.02
技术公布日：2022/7/15