沙粒带电、自旋和风沙电场对风沙流实验测量结果的影响

对风沙流的准确测量是正确认识风沙运动的关键。目前基于电磁波辐射和散射原理对风沙流中的沙粒速度和大小以及风沙流浓度进行测量的激光多普勒测速仪、相多普勒测速仪、高速度摄影仪、粒子图像测速仪等，均没有考虑沙粒带电和高速旋转以及风沙电场对电磁波辐射和散射的影响，因而对由此可能导致的测量误差尚不清楚。本项目将采用实验、理论建模和数值计算相结合的研究方案，通过所设计的实验验证单颗带电沙粒和旋转沙粒对电磁波散射的影响、建立描述风沙电场中带电并高速旋转的沙粒电磁波散射场的理论模型、定量分析风沙流中运动粒子的带电和高速旋转以及风沙电场对不同频率和强度的电磁波散射的影响以及对现有基于电磁波散射分析反演的测量仪器的测量结果的影响程度和影响规律、提出提高或改进测量精度的理论依据和有效途径。在此基础上，将探讨通过对入射电磁波和接收的散射场信息反演目前尚无法测定的单颗沙粒的带电量和电荷分布区域的有效方法。