近地面濃度場與風場的關(guān)聯(lián)分析.pdf

1、近年來，隨著城市化和工業(yè)化進程的不斷推進，因操作不當或設備故障導致的?；瘹怏w泄漏事故頻頻發(fā)生，給公共安全和生態(tài)環(huán)境造成極大危害。在近地面空間，風是危化氣體擴散的主要動力因素，然而由于受氣壓、溫度和復雜地形等因素的影響，風速和風向呈現(xiàn)出很強的不確定性和非平穩(wěn)性，導致危化氣體濃度的擴散變得極為復雜，這給氣體泄漏源搜尋工作帶來了極大的困難。深入分析近地面風場和濃度場之間的關(guān)聯(lián)，將有助于更好地掌握?；瘹怏w的傳播規(guī)律，對氣體泄漏源定位、泄漏事故防

2、治以及環(huán)境監(jiān)測有著極為重要的意義。為此，本文從復雜網(wǎng)絡與分形角度全面解讀近地面風場和濃度場之間的關(guān)聯(lián)，具體工作如下：
　　1、采用復雜網(wǎng)絡超家族分析方法解讀近地面風場和濃度場之間的關(guān)聯(lián)。分別對不同空間采集的濃度場和風場時間序列測算遞歸網(wǎng)絡模體頻數(shù)，并在此基礎上繪制子圖比剖面進行濃度場和風場網(wǎng)絡超家族分析。結(jié)果表明，濃度、風速與風向時間序列隸屬于不同網(wǎng)絡家族，與濃度-風向關(guān)系相比，濃度-風速之間的關(guān)聯(lián)性更強。
　　2、采用多元

3、排序遞歸復雜網(wǎng)絡解讀近地面風場和濃度場之間的關(guān)聯(lián)，最大優(yōu)勢是把多元信號作為一個整體挖掘其內(nèi)在規(guī)律。首先，采用排序模式相似性構(gòu)造交叉遞歸矩陣，克服了傳統(tǒng)遞歸復雜網(wǎng)絡建網(wǎng)過程中生成遞歸矩陣的閾值選取難題。隨后，通過考察多元遞歸網(wǎng)絡的交叉聚集系數(shù)，發(fā)現(xiàn)耦合方向主要為風場對濃度場耦合，風速與濃度信號的耦合強度大于風向與濃度信號的耦合強度；通過考察多元遞歸網(wǎng)絡的交叉?zhèn)鬟f性，表明隨著與氣味源距離的增大，風速與濃度信號的網(wǎng)絡交叉連接關(guān)系更加緊密，風向