大气和海洋环流转盘模拟实验系统的研制

转盘模拟实验在大气和海洋研究领域具有其独特的优势，是不可或缺的重要研究手段。大气物理研究所的转盘模拟实验系统已经运转了近四十年，在这四十年期间没有实质性的升级改进，与国际先进转盘模拟实验系统相比，存在较大差距，成为制约我国转盘实验科研水平进一步提升的瓶颈。因此，拟申请自主开发研制新一代大气和海洋环流转盘模拟实验系统。新的转盘系统将采用模块化设计，便于今后的保养维修和升级改进，项目的关键部分PIV（Particle Image Velocimetry）测试系统是真正意义上的开发研制，完全有自主知识产权，而不是简单的集成。在全面提升现有PIV系统技术指标的基础上，自主开发研究地球流体力学所需的相关软硬件系统，使之更适合大气和海洋环流转盘模拟实验的要求。项目中PIV系统部分的研制本身将填补国内在该领域的一项空白，它将使我国大气和海洋环流转盘模拟实验研究提高到一个新的水平

转盘模拟实验在大气和海洋研究领域具有其独特的优势，是不可或缺的重要研究手段。大气物理研究所的转盘模拟实验系统已经运转了近四十年，在这四十年期间没有实质性的升级改进，与欧美等国家的现代转盘模拟实验系统相比，存在较大差距，成为制约我国转盘实验科研水平进一步提升的瓶颈。2010年我们在国家自然科学基金的资助下，历时三自主开发研制了一套全新的大气和海洋环流转盘模拟实验系统。新的转盘模拟实验系统采用了模块化设计，为今后的保养维修和升级改进带来了极大的方便。为了满足大气和海洋环流研究以及未来科研课题的需求，转盘的主体旋转动力系统首次采用了大尺寸双无刷力矩电机、双旋转主轴嵌套串联的复杂结构，转盘实验系统通过改变控制计算机的程序参数能够实现内实验地形平台和外实验水槽双向、双速旋转，为研究复杂的大气和海洋环流演变机制提供了一个很好的实验平台。项目的另一个关键部分PIV（Particle Image Velocimetry）测试系统是由四部高速相机、三台半导体激光器、一台高精度的同步控制器、可调节三位坐标架和一台数据处理工作站构成，测试系统能够定量的、实时同步的给出温度场和三维速度场。在全面提升PIV系统技术指标的基础上，开发了研究地球流体力学所需的相关软硬件系统，使之更适合大气和海洋环流转盘模拟实验的要求。全转盘系统经过严格技术检验，各项关键技术指标完全达到了申请项目中的要求标准，我们期期待着这一新的转盘系统将使我国大气和海洋环流模拟实验研究取得更多的成果.