[发明专利]一种船舶海面风速、风向测量数据偏差校正方法

摘要

本发明公开了一种船舶海面风速、风向测量数据偏差校正方法，包括如下步骤：船体和上层建筑三维几何建模；船体周围钝体绕流气流场仿真；最小二乘支持向量机回归建模；测风传感器测量数据校正；海面真风速和真风向解算。利用该方法得到高质量的海面平均真风速、真风向数据可用于计算海气通量、构建海面风再分析数据资料、建立海洋模式驱动场、研究海气耦合模式等。对于不同船型，本发明通过计算流体力学仿真获得船体周围钝体绕流气流场，相比通过实船实验数据建模校正海面风测量数据偏差的方法，能够缩短实验时间并节省实验资源。

主权项

一种船舶海面风速、风向测量数据偏差校正方法，其特征在于，包括如下步骤：(1)船体和上层建筑三维几何建模：建立船舶水线以上部分的全尺寸三维几何模型，忽略对气流影响较小的附体结构；(2)船体周围钝体绕流气流场仿真：建立计算域，划分网格并设置边界条件，通过稳态计算得到不同迎风角度条件下的船体周围钝体绕流气流场，输出计算域入口和测风点处气流的平均流速和流向，得到仿真输出数据；(3)最小二乘支持向量机回归建模：对仿真输出数据，以测风点处相对风向为自变量，以测风点与计算域入口风速比值和风向差值为因变量，回归得到数据之间的非线性映射关系；(4)测风传感器测量数据校正：将测风传感器测量的相对风向滑动平均值依次代入步骤(3)建立的非线性映射关系中，得到各时间点对应的迎风角度条件下测风点处气流与海面自由来流速度的比值和方向的差值，分别校正测风传感器测量的相对风速和相对风向的滑动平均值，得到校正后的平均相对风矢量时间序列；(5)海面真风速和真风向解算：将校正后的平均相对风矢量时间序列与船舶测速设备输出的航速矢量时间序列依次进行合成，计算得出海面平均真风速、真风向时间序列。