壁湍流摩阻时空信号无接触测量实验研究

壁湍流摩擦阻力的产生机理与实验测量是壁湍流基础研究中的重要课题,关系到流动减阻发展和工程技术变革。在壁湍流复杂相干结构迁移演化过程中,会引起内外区强烈的动量交换,使黏性底层速度梯度呈现时空变化,即局部摩擦阻力与相干结构迁移演化呈现时空关联特性。目前鲜有实验测量技术能同时对摩擦阻力时空信号及与其关联的湍流结构发展演化过程进行精准、同步的测量。作为一种无接触的流场测量方法,PIV在摩擦阻力测量方面不断被寄予厚望。本文基于高时空分辨率2D2C TRPIV时序流场的粒子图像数据,开发了一种可调时空分辨率互相关算法(Adjustable Spatio-Temporal Resolution Cross Correlation,ASTRCC)。利用该算法计算了具有高时空分辨率的壁面摩擦阻力,探究了摩擦阻力的空间波动性与时间延迟性,并从时空演化角度探索了壁湍流相干结构与局部流场摩擦阻力的时空关联特性,验证了该算法的正确性。

基于时空行为规律挖掘的公交乘客分类方法

应用智能公交系统(APTS)提取个体乘客出行信息,构造了公交出行链,研究了基于时空行为规律挖掘(STBRM)的公交乘客分类方法;应用时间序列表征乘客出行时间特征,利用互相关距离(CCD)算法计算了个体乘客出行时间规律;应用带噪声基于密度的空间聚类(DBSCAN)算法,挖掘了个体乘客的出行空间规律;依据出行强度和出行时空规律,将乘客划分为极少出行、时间规律、空间规律、时空规律和不规律等5个群体;以出行天数、类似上车时间数量和类似上车站点数量为聚类指标,应用K-Means++算法将乘客划分为高规律、中规律和低规律3类,比较了本文提出的STBRM方法和K-Means++聚类方法的分类结果,揭示了2种方法分类结果之间的关系。研究结果表明:当时段划分长度取5 min,时间规律性判断阈值取3.0时,利用CCD算法识别时间模式规律乘客的效果最佳,与常用的DBSCAN算法相比,识别率提升了14.64%;增加时间窗长度能够提高时间、空间模式规律判定结果的稳定性;时间窗长度达到3周后,空间模式规律的乘客比例下降趋缓,达到6周后趋于稳定;时间窗长度达到2周后,时间模式规律的乘客比例增长趋缓,达到4周后趋于稳定;时间规律、空间规律和时空规律等3类乘客数量仅占总乘客数量的30.4%,但其出行量占到了总出行量的84.7%,公交依赖度很高,应作为公交机构重点保障的对象;本文提出的STBRM方法与K-Means++聚类方法的分类结果具有较强的关联性,规律性极高或极低的群体高度重合。