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龙图腾网获悉南京信息工程大学申请的专利非平稳湍流通量计算与相干结构识别方法、装置及终端获国家发明授权专利权，本发明授权专利权由国家知识产权局授予，授权公告号为：CN121117858B 。

龙图腾网通过国家知识产权局官网在2026-02-17发布的发明授权授权公告中获悉：该发明授权的专利申请号/专利号为：202511661460.3，技术领域涉及：G06F18/2431；该发明授权非平稳湍流通量计算与相干结构识别方法、装置及终端是由张璐;薛捷升;李煜斌;杨元建设计研发完成，并于2025-11-13向国家知识产权局提交的专利申请。

本非平稳湍流通量计算与相干结构识别方法、装置及终端在说明书摘要公布了：本发明公开了大气边界层物理与气象观测技术领域的一种非平稳湍流通量计算与相干结构识别方法、装置及终端，旨在解决现有技术在非平稳条件下适用性差，易产生系统性偏差，且缺乏有效识别相干结构并定量评估其通量贡献的问题。其包括采集原始数据；将原始数据按等时间间隔切割为预设时长的主片段，对主片段进行预处理，获取主片段的平均量和脉动量；将主片段均匀分隔为多个子片段，计算主片段的相对非平稳性，获取主片段的状态；本发明能够在非理想大气条件下显著提升湍流通量计算的准确性，并增强对大气边界层过程的物理解释能力，适用于山地、城市等复杂下垫面条件下的湍流通量计算，满足精细化气象服务需求。

本发明授权非平稳湍流通量计算与相干结构识别方法、装置及终端在权利要求书中公布了：1.非平稳湍流通量计算与相干结构识别方法，其特征在于，包括： 采集原始数据；其中，所述原始数据包括湍流观测量时间序列； 将原始数据按等时间间隔切割为预设时长的主片段，对主片段进行预处理，获取主片段的平均量和脉动量； 将主片段均匀分隔为多个子片段，并获取子片段的脉动量，根据主片段的脉动量和子片段的脉动量，计算主片段的相对非平稳性，将主片段的相对非平稳性与预设范围进行比较，获取主片段的状态； 根据主片段的脉动量和主片段的状态，进行湍流通量计算，获取初始计算结果； 根据主片段的平均量、脉动量和主片段的状态，对部分初始计算结果进行WPL修正和超声虚温修正； 根据主片段的脉动量和主片段的状态，进行湍流相干结构识别； 若主片段的状态为非平稳状态，采用小波变换重构主片段的脉动量，并根据重构后的主片段脉动量计算初始湍流通量，并引入监督学习模型对初始湍流通量进行偏差修正，获取初始计算结果； 其中，初始湍流通量的具体表达式如下： ； 式中：为初始湍流通量；为小波尺度；为尺度间距；为小波尺度上的通量贡献；J为最大尺度索引；j为J中的序列号，； 引入监督学习模型对初始湍流通量进行偏差修正，具体表达式如下： ； 式中，为修正结果，为修正系数，根据第二范围确认； 所述初始计算结果的具体表达式如下： ； ； ； ；其中，a包括二次坐标旋转后的顺风方向分量、位温、水汽浓度和物质浓度，所述物质包括二氧化碳，当计算动量通量时，；当计算感热通量时，；当计算潜热通量时，；当计算物质通量时，；为动量通量，为感热通量，为潜热通量，为物质通量；为空气密度；为空气定压比热；为水的汽化潜热；为使满足通量量纲的系数； 所述根据主片段和主片段的状态，进行湍流相干结构识别，还包括： 若主片段的状态为非平稳状态，采用希尔伯特‑黄变换与小波变换识别次中尺度运动： 采用希尔伯特‑黄变换判定次中尺度运动，包括； 基于经验模态分解方法将预设时长的脉动量序列分解为不同平均频率的本征模态函数以及一个余项； 采用希尔伯特变换分别计算各本征模态函数分量的瞬时频率与振幅，构建其联合概率密度函数，进而计算其二阶希尔伯特谱，具体表达式如下： ； 式中：为频率，A’为振幅； 根据二阶希尔伯特谱识别是否存在代表次中尺度波动的低频信号与典型湍流信号的分界点，并根据分界点判定次中尺度运动； 基于小波变换识别次中尺度运动中的重力内波，包括： 对于任意两个时间序列和，得到小波交叉谱： ； 式中：为的小波系数，为的小波系数，表示复共轭； 的实部和虚部部分分别为协方差谱和正交谱，进一步计算得到相干谱和位相谱： ； ；式中：和分别为和的小波能量谱； 根据预设规则、相干谱和位相谱，进行重力内波的识别，以完成湍流相干结构识别。

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