Ist es möglich, die Windgeschwindigkeit anhand des Schalls abzuschätzen, der von einem Kabel einer Freileitung abgestrahlt wird?

Der Ton durch das Kabel wird aufgrund der Kármán-Wirbelablösung erzeugt .

Diese empirische Formel von der Wikipedia-Seite setzt die Häufigkeit der Wirbelablösung mit der Reynolds-Zahl in Beziehung:

$$\frac{fd}{V}=0.198\left (1-\frac{19.7}{\mathrm{Re}}\right),$$ Wo $f$ist die Frequenz, $d$Kabeldurchmesser u $V$ist die Strömungsgeschwindigkeit. Die Reynolds-Zahl $\mathrm{Re}$wiederum wird für dieses System als definiert $$\mathrm{Re}=\frac{Vd}{\nu},$$ Wo $\nu$ist die kinematische Viskosität des Mediums. Für die Luft an $15\,{}^\circ \text{C}$es ist $1.48\times 10^{−5}\,\text{m}^2/\text{s}$.

Lösen Sie also die Gleichungen für die Geschwindigkeit$V$wir erhalten

$$V = 5.05 \left(f d + 3.90 \frac{\nu}{d}\right).$$

Natürlich impliziert diese Formel idealisierte Bedingungen, so dass es in realistischeren Situationen (einschließlich beispielsweise Turbulenzen in der Windströmung) schwierig sein könnte, die Wirbelablösungsfrequenz aus dem Schallspektrum zu extrahieren.

Bei der Auslegung von äolischen Schwingungsdämpfern wird die Schwingungsfrequenz empirisch durch gegeben

$$f = 3.26 V/d$$ Wo $f$ist in $\rm Hz$, $V$Windgeschwindigkeit ein $\rm mph$Und $d$der Kabeldurchmesser in $\rm in$. Das Problem ist das Jenseits $15 \,{\rm mph}$Der Wind ist zu unruhig, um eine Frequenz anzuregen, und die Schwingungsamplitude (und damit der Schall) sinkt. Nur über flaches Gelände (Sand, Flussüberquerung, Schneedecke) kann die Vibration bis etwa aufrechterhalten werden $25 {\rm mph}$.

Daher kann die Vibrationsfrequenz nur für niedrige Geschwindigkeiten und stetigen Wind verwendet werden.