【技術實現步驟摘要】
本專利技術屬于數據測量領域，尤其涉及一種模擬垂直布置的路面遙感設備檢測方法、系統及介質。
技術介紹
1、路面遙感(rs)是一種快速、非侵入式和經濟的監測方法，用于診斷實際駕駛過程中的污染物排放。這種rs方法近年來受到廣泛關注，它包含2種排列方式(水平和垂直激光束)。通過比較紅外線光束的光衰減，可以測量煙羽中碳氫化合物(hc)、一氧化碳(co)和二氧化碳(co2)的濃度。氮氧化物(no)也可以通過紫外線光束測量。當車輛通過測量地點時，可在0.5s內測量出尾氣羽流中污染物(如co、hc和no)與co2的濃度比。這種水平光束可能會受到灰塵懸浮物和車輛飛濺物的影響，因為它通常放置在離地面約25.4cm的位置。垂直布置可以克服水平布置的不足，因為其測量設備放置在較高位置，可以避免地面附近車流和行人的影響。除此之外，垂直排列還可以通過拂塵掃描方法來拍攝經過車輛及其尾氣羽流的向下圖像，以提供有關排放散布的信息，在遙感設備中很有前景。
2、出于執法目的，高排放車輛的識別必須高度準確，這是rs設備面臨的主要挑戰。計算流體動力學(cfd)是提高rs精確度的有效工具，它能直觀顯示污染物排放在車輛后方湍流場中傳輸的詳細信息。
3、研究表明，尾氣排放至空氣中會立即擴散，并且因為稀釋導致濃度下降。針對一個既定的煙羽，以co2為參照氣體，分別用qco、qhc、qno表示co、hc、no與co2濃度的比值，即qco＝co/co2，qhc＝hc/co2，qno＝no/co2。研究表明，對于某個特定的機動車尾氣煙羽，qco、qhc、qno在
4、
5、根據燃燒方程中原子守恒，以及qco、qhc、qno的定義式聯立方程組，可以推導出各組分的干基體積濃度，具體如下所示。
6、
7、式中，cco2、cco、chc、cno分別為尾氣中co2、co、hc、no的體積濃度。
8、現有的方法對機動車工況適用性較為單一。車輛實際行駛中，空燃比隨著行駛工況的不同不斷變化，且發動機燃燒效率不斷變化，尾氣剩余氧氣濃度也不斷變化，假設沒有過剩氧氣的燃燒方程適用性較差。
9、而本專利技術的方法通過動網格技術結合數值模擬，可直接得出實際行駛過程中柴油車車輛后方尾氣的擴散數據，進而通過特定數值處理方法，直接計算出車輛尾氣中co2、co、hc、no的積分摩爾濃度，適用性廣泛且符合生產實際。
技術實現思路
1、本專利技術的目的在于克服現有技術存在的以上問題，提供一種模擬垂直布置的路面遙感設備檢測方法、系統及介質。
2、為實現上述技術目的，達到上述技術效果，本專利技術通過以下技術方案實現：
3、一種模擬垂直布置的路面遙感設備檢測方法，包括：
4、依次劃分a、b、c三個連續區域，利用汽車放置在b區域中相對靜止并進行物理建模，b區域根據車輛速度向前移動；其中，a區域和b區域之間設有a-b接面，b區域和c區域之間設有b-c接面；
5、基于a-b接面和b-c接面繪制動網格，用于對入口速度和車輛速度的影響進行解耦分析；
6、采用計算流體軟件的歐拉法進行數值模擬，基于大渦流模擬方法模擬湍流模型，從而得到尾氣中污染物的瞬態數據；
7、利用光源發射紫外線和紅外線光束，并接收穿過廢氣的光線，從而計算得到污染物的積分摩爾濃度和污染物擴散情況的等高線圖。
8、進一步地，大渦流模擬方法采用壁面自適應局部渦流粘度模型來捕捉瞬態湍流。
9、進一步地，采用壓力-隱含算子分割法求解壓力-速度耦合。
10、進一步地，a區域和c區域分別位于b區域的前方和后方，隨著b區域的向前移動，最靠近b區域的a區域的網格逐漸消失，c區域的網格出現。
11、進一步地，a區域、b區域和c區域的左右兩個面通過設置周期性邊界進行耦合。
12、進一步地，采用計算流體軟件的歐拉法進行數值模擬包括質量、動量、能量和物種守恒方程，四個守恒方程絕對標準為10-12，公式分別如下：
13、
14、進一步地，計算得到污染物的積分摩爾濃度和污染物擴散情況的等高線圖公式如下：
15、
16、進一步地，計算得到污染物的積分摩爾濃度和污染物擴散情況的等高線圖包括如下步驟：
17、抽取網格的摩爾濃度和網格高度來計算積分；
18、將同一網格中的摩爾濃度和網格高度相乘得到一個乘積；
19、沿著每條垂直線對這些乘積求和；
20、對積分值進行平均，以消除時間波動的影響；
21、在x-z平面上生成等高線圖。
22、本專利技術還提供一種模擬垂直布置的路面遙感設備檢測系統，包括：
23、物理建模模塊，用于依次劃分a、b、c三個連續區域，利用汽車放置在b區域中相對靜止并進行物理建模，b區域根據車輛速度向前移動；其中，a區域和b區域之間設有a-b接面，b區域和c區域之間設有b-c接面；
24、網格繪制模塊，基于a-b接面和b-c接面繪制動網格，用于對入口速度和車輛速度的影響進行解耦分析；
25、數值模擬模塊，用于采用計算流體軟件的歐拉法進行數值模擬，基于大渦流模擬方法模擬湍流模型，從而得到尾氣中污染物的瞬態數據；
26、污染計算模塊，用于利用光源發射紫外線和紅外線光束，并接收穿過廢氣的光線，從而計算得到污染物的積分摩爾濃度和污染物擴散情況的等高線圖。
27、本專利技術還提供一種計算機存儲介質，其上存有計算機程序，所述計算機程序被執行時實現上述檢測方法。
28、本專利技術的有益效果是：
29、1.本專利技術通過對行駛車輛進行仿真，實現了對車輛尾氣中污染物海量瞬態數據處理。從瞬態數據中得出車輛在該工況下污染物的濃度，從而總結污染物擴散規律，進而幫助實際生產中提高遙感設備精度。
30、2.本專利技術利用線性回歸分析法，估算出汽柴油車各污染物排放濃度。
31、3.本專利技術利用碳平衡法開展對遙感法排放因子的研究。
32、4.本專利技術利用加權偏最小二乘法修正了氮氧化物的濃度反演算法。
33、5.本專利技術通過考慮殘余氧氣對燃燒方程的影響，對發動機燃燒方程進行修正，修正后采用碳平衡方法對排放因子進行估算。
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1.一種模擬垂直布置的路面遙感設備檢測方法，其特征在于，包括：
2.根據權利要求1所述的一種模擬垂直布置的路面遙感設備檢測方法，其特征在于：大渦流模擬方法采用壁面自適應局部渦流粘度模型來捕捉瞬態湍流。
3.根據權利要求1所述的一種模擬垂直布置的路面遙感設備檢測方法，其特征在于：采用壓力-隱含算子分割法求解壓力-速度耦合。
4.根據權利要求1所述的一種模擬垂直布置的路面遙感設備檢測方法，其特征在于：A區域和C區域分別位于B區域的前方和后方，隨著B區域的向前移動，最靠近B區域的A區域的網格逐漸消失，C區域的網格出現。
5.根據權利要求1所述的一種模擬垂直布置的路面遙感設備檢測方法，其特征在于：A區域、B區域和C區域的左右兩個面通過設置周期性邊界進行耦合。
6.根據權利要求1所述的一種模擬垂直布置的路面遙感設備檢測方法，其特征在于：采用計算流體軟件的歐拉法進行數值模擬包括質量、動量、能量和物種守恒方程，四個守恒方程絕對標準為10-12，公式分別如下：
7.根據權利要求1所述的一種模擬垂直布置的路面遙感設備檢測方法，
8.根據權利要求7所述的一種模擬垂直布置的路面遙感設備檢測方法，其特征在于，計算得到污染物的積分摩爾濃度和污染物擴散情況的等高線圖包括如下步驟：
9.一種模擬垂直布置的路面遙感設備檢測系統，其特征在于，包括：
10.一種計算機存儲介質，其上存有計算機程序，其特征在于：所述計算機程序被執行時實現如權利要求1-8任一項所述的檢測方法。
...【技術特征摘要】
1.一種模擬垂直布置的路面遙感設備檢測方法，其特征在于，包括：
2.根據權利要求1所述的一種模擬垂直布置的路面遙感設備檢測方法，其特征在于：大渦流模擬方法采用壁面自適應局部渦流粘度模型來捕捉瞬態湍流。
3.根據權利要求1所述的一種模擬垂直布置的路面遙感設備檢測方法，其特征在于：采用壓力-隱含算子分割法求解壓力-速度耦合。
4.根據權利要求1所述的一種模擬垂直布置的路面遙感設備檢測方法，其特征在于：a區域和c區域分別位于b區域的前方和后方，隨著b區域的向前移動，最靠近b區域的a區域的網格逐漸消失，c區域的網格出現。
5.根據權利要求1所述的一種模擬垂直布置的路面遙感設備檢測方法，其特征在于：a區域、b區域和c區域的左右兩個面通過設置周期性邊界進行耦合。
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【專利技術屬性】
技術研發人員：司博，張郁，程曉章，巫家慧，韓文林，馬星同，
申請(專利權)人：合肥工業大學，
類型：發明
國別省市：
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