[发明专利]测量室外风速与辐射的方法、装置、设备及存储介质

权利要求书

1.测量室外风速与辐射的方法，其特征在于：包括以下步骤：

S1、基于辐射与风速对双色球形温度计组的主导影响表现在互不重合的频域，标定频域阈值，将傅里叶周期依次划分为高频与次高频之间的阈值、次高频与中频之间的阈值以及中频与低频之间的阈值；

步骤S1具体包括以下步骤：

S11、通过相关性分析标定阈值：

S111、将双色球形温度计组移至风洞中，利用风洞模拟室外风速与辐射条件；

S112、记录风速与黑球温度；

S113、对时间序列做不同窗宽的滑动平均后下采样处理，生成频率与黑球温度相同的时间序列；

S114、计算黑球温度与时间序列的Spearman相关系数；

S115、得到使Spearman相关系数最接近-1的窗宽，即为的阈值，且介于与之间，是黑球温度计的时间常数；

S12、通过时频分析标定阈值：

S121、以为窗滑动平均后下采样处理，获得数据频率与黑球温度相同的风速时间序列；

S122、对黑球温度和风速时间序列使用Morlet小波做交叉小波能量谱，以红噪声检验标定95%置信区间所在频域范围为二者的共有周期；

S123、对黑球温度和风速时间序列做小波相干，标定95%置信区间所在频域范围为二者的趋势互锁频域；

S124、将共有周期与趋势互锁频域中的共同部分标记出来，此频域范围为黑球温度和风速时间序列的耦合频域；

S125、耦合频域的最低频对应的傅里叶周期为阈值；

S13、根据公式，计算阈值；

S2、计算风速和辐射：

S21、利用双色球形温度计组中的黑球温度计和亮面球温度计分别采集黑球全日温度时间序列、亮面球全日温度时间序列，同时借助气温测量设备采集室外空气全日温度时间序列，采样频率均为0.1Hz；

S22、以、、为滤波阈值，将采集的黑球全日温度时间序列、亮面球全日温度时间序列以及室外空气全日温度时间序列，以滤波方法进行塔式信号分解，进而计算风速；

步骤S22具体包括以下步骤：

S221、将全日周期0:00-24:00连续测量获得的0.1Hz各温度时间序列记为：黑球温度、亮面球温度、室外空气温度；

S222、以滤波方法进行塔式信号分解，以、、为阈分别将黑球温度、亮面球温度、室外空气温度分解成若干个相对低频分量与相对高频分量；

S223、计算平均风速：

定义：

辐射指数（1）

中频风速指数（2）

次高频风速指数（3）

式中，脚标A2、D2分别表示参数经塔式分解后以为阈的中低频分量和次高频分量；脚标A3表示参数经塔式分解后以为阈的低频分量；、为经风洞实验拟合的中频风速系数；、为经风洞实验拟合的次高频风速系数；

则有：

风速中频分量（4）

风速次高频分量（5）

进而得到以为平均窗的平均风速（6）；

S23、根据高阶热平衡理论，带入风速中频分量，计算平均辐射温度；

步骤S23具体包括以下步骤：

根据高阶热平衡理论，带入风速中频分量，计算平均辐射温度MRT：

（7）

式中，是斯蒂芬玻尔兹曼常数；

其中，，表示黑球形温度计经风洞实验拟合的高阶对流换热系数公式。

2.根据权利要求1所述的测量室外风速与辐射的方法，其特征在于：步骤S1中所述的、、的具体数值由黑球温度计的系统热容决定，其与时间常数有关。