利用单通道恒温热线仪获取采样频率为4000 Hz的风速脉动数据,得到包括含能区、惯性子区以及耗散区的完整风速脉动功率谱。基于功率谱分析法得到近地面大气风速湍流内尺度和湍流动能耗散率随时间的变化规律,分析湍流内尺度和湍流动能耗散率与大气稳定度的相关性,并与三维超声风速计的测量结果进行比较。结果表明:近地面湍流动能耗散率在10 ^-4~10 ^-1 m ²/s ³之间,内尺度在10 ^-3~ 10 ^-2 m之间;当大气处于稳定条件时,湍流平均动能耗散率为0.0146 m ²/s ³,平均内尺度为0.0089 m;当大气处于不稳定条件时,湍流平均动能耗散率为0.0592 m ²/s ³,平均内尺度为0.0077 m。由于功率谱分析法是直接测量湍流内尺度,因此计算的内尺度最为准确。

为提高热线式光纤风速计的性能, 在金属膜光纤布喇格光栅(FBG)热线式光纤风速计的基础上, 通过减小FBG的包层厚度, 使风速计的FBG包层直径从125 μm减小到71.6 μm, 并将这种薄包层FBG热线式光纤风速计与FBG常规风速计进行对比实验。结果表明: 薄包层FBG热线式光纤风速计的初始温度提高了43.4％; 风速测量的灵敏度显著提高了61.2％; 受使用的风洞限制, 风速最大测试范围为20 m/s。