Ich versuche herauszufinden, ob es einen Einfluss von Von Karman-Wirbeln auf eine Gruppe von Windgeschwindigkeitsmesswerten gibt, bei denen angenommen wird, dass aufgrund eines Berges in der Nähe des Datenerfassungspunkts Von Karman-Wirbel gebildet wurden, die in den Daten registriert würden. Basierend auf dem, was ich gelesen habe, wird die Wirbelablösungsfrequenz, die in den Daten vorhanden sein sollte, einfach aus der Formel berechnet mit als Strouhal-Zahl, wie die Geschwindigkeit und als charakteristische Länge. Soweit ich weiß, ist die Strouhal-Zahl für einen bestimmten Durchfluss im Wesentlichen konstant, aber als ich nachschlug, wie man die Strouhal-Zahl findet, wurde sie definiert als , was genau die gleiche Beziehung ist, wie sie in der ersten Gleichung für die Berechnung der Ablösefrequenz angegeben ist. Meine Frage besteht dann aus zwei Teilen:
1) Wie berechne ich die Strouhal-Zahl für eine Strömung, damit ich die Abwurfhäufigkeit berechnen kann?
2) Was sollte ich als meine charakteristische Länge für ein Landschaftsmerkmal wie einen Berg oder eine Klippe usw. verwenden, wie alles online nur im Fall von einheitlichen Zylindern sagt und deren Durchmesser anstelle von so etwas wie einem Kegel verwendet wird, der als Annäherung verwendet werden kann ein Berg oder eine andere Landmasse.
Vielen Dank für jede Hilfe.
Wie dies gemacht wird, ist also eine Art schwarze Kunst, ähnlich wie Sie auswählen, was Sie für andere dimensionslose Zahlen in Flüssigkeiten (wie die Reynolds-Zahl) verwenden möchten. Aber du hast es irgendwie rückwärts. Sie wollen nicht rechnen um die Shedding-Frequenz zu finden; ist gut, wenn Sie Strömungen unter verschiedenen Bedingungen vergleichen möchten, aber zeigen möchten, dass die Physik gleich ist, oder es ist gut, wenn Sie die Anzahl, Geschwindigkeit und Längenskala von jemandem erhalten haben und die Frequenz berechnen müssen.
Der beste Weg, wenn möglich, die Abwurffrequenz zu berechnen, besteht darin, ein Zeitsignal Ihrer Geschwindigkeit zu nehmen und die FFT davon zu berechnen und nach Spitzen in Niederfrequenzbereichen zu suchen. Abhängig von den Frequenzen der Wirbel haben Sie möglicherweise nicht die geeignete zeitliche Auflösung. Wenn der Wirbel beispielsweise bei 1 Hz (1 Wirbel pro Sekunde) abfällt, müssen Sie aufgrund von Frequenz-Aliasing mindestens 2 Abtastungen pro Sekunde vornehmen.
Angenommen, Sie haben eine Frequenz berechnet, ist Ihre nächste Wahl die Geschwindigkeit. Auch hier liegt eine gewisse Kunst darin, das Richtige auszuwählen. Die beste Wahl ist hier die Windgeschwindigkeit vor dem Berg / der Klippe, wenn Sie diese Daten haben (oder außerhalb der Schuppenwirbel hinter dem Berg, sodass Sie eine "Freistrom" -Geschwindigkeit erhalten). Jede Geschwindigkeit, die Sie innerhalb der Wirbelablösung wählen, müsste gemittelt werden, um die Wirbeleffekte zu entfernen. Aber es ist unwahrscheinlich, dass Sie stabile Daten haben, und daher wird Ihr Durchschnitt fließend sein, was nicht sehr hilfreich ist.
Schließlich ist die Wahl der Länge. Zylinder wählen typischerweise den Durchmesser; Steilkörper oder nach hinten gerichtete Stufen wählen die Stufenhöhe. Für eine Klippe ist die Höhe der Klippe also eine gute Zahl. Dasselbe könnte man für einen Berg sagen.
Letztendlich spielt es jedoch keine Rolle, was Sie wählen , solange Sie es ausdrücklich und konsequent wählen! Wenn Sie also möchten, dass die Längenskala die Höhe der Klippe ist, verwenden Sie diese beim Vergleichen immer aus verschiedenen Bedingungen. Gleiches gilt für die anderen Begriffe; Wenn Sie veröffentlichen, machen Sie sich bitte klar, was Sie wählen. Es ist sehr frustrierend, Ergebnisse mit unvollständigen Informationen zu vergleichen und macht es sehr misstrauisch, wenn Autoren ihre Referenzskalen nicht auflisten und nur die resultierende dimensionslose Zahl angeben!
Als Enthusiast der Planetenwissenschaft und Luftfahrt kann ich diese Leckerbissen anbieten, wenn auch etwas spät für die 2013 gestellte Frage ....
http://www.wired.com/2010/05/gallery-clouds/
Dies zeigt die berginduzierte Van-Karman-Wirbelstraße (Strouhal-Instabilität) in einer Wolkenschicht aus dem All.
und das auch: http://i.dailymail.co.uk/i/pix/2014/08/29/1409315266064_wps_29_Bp83DlqCMAAgOOR_Karman_vo.jpg
und das: http://webdesignerdepot.com/2009/08/60-stunning-satellite-photos-of-earth/
alle aus dem Orbit Earth Orbit genommen.
Obwohl Schwingungen, wie Sie sie beschreiben, normalerweise nicht in der vertikalen Ebene liegen ...
Das Ausmaß des von Ihnen vorgeschlagenen Strouhal-Phänomens ist eindeutig ein beobachtbarer Effekt auf unserem Planeten. Während das Abtasten mit der mehrfachen Frequenz der Oszillation (die doppelte Frequenz bringt Ihnen nicht viele Details) ideal ist, zeigen diese Fotos Frequenzen, die wahrscheinlich mindestens 1 bis mehrere Minuten betragen. Aus den Vorwind-Beispieldaten können Sie möglicherweise auch eine Frequenzspitze aus einer Spektralanalyse (wie der oben erwähnten FFT) der Windrichtung oder sogar einer anderen messbaren Variablen ziehen? Eine Quelle für Softwaretools mit Spektralanalysefunktionen kommt aus der Videobearbeitung, wo eine Audiospur analysiert werden kann, aber die Daten als Audiospur getarnt werden müssen. Dies kann Ihnen zumindest sagen, ob es eine Frequenzspitze in der Nähe des unteren Endes (in der Nähe von DC oder in der Nähe der linken Seite des Spektraldiagramms) mit minimaler $-Investition gibt.
Dies sind nur Vorschläge. Es gibt wahrscheinlich grobe Spektralanalyse-Tools, die jetzt als Shareware im Internet verfügbar sind.
Wenn Ihr Sampling nur annähernd das Zweifache der Phänomenfrequenz beträgt, kann es zu Aliasing kommen, was zu einer nutzlosen oder stark verschlechterten Ausgabe führt. Viele Frequenzanalyse-Software-Tools ermöglichen die Auswahl verschiedener Filter – wenn Sie sich darüber informieren, haben Sie die besten Chancen, nützliche Signale aus Ihren Daten zu ziehen.
Ich war Flugtest-Dynamiker während der Hüllkurvenerweiterung des V22 Osprey Tiltrotors (vor fast 20 Jahren), wo jede Art von Spektralanalyse verfügbar war. Manchmal trüben zu viele Entscheidungen die grundlegenden Probleme. Bringen Sie ein Audioaufnahmemittel an eine Stelle in Lee von Ihrem Objekt und platzieren Sie es über dem Bodengewirr. Nehmen Sie 20 Minuten oder eine Stunde lang den Wind auf, der über das Gerät weht (unterschiedliche Geräusche bei unterschiedlicher Windrichtung). Setzen Sie die Audiospur auf eine gängige Spektralanalysesoftware, um zu sehen, ob eine Spitze vorhanden ist. Es wird eine extrem niedrige Frequenz sein. Wenn Sie unter der Nachweisgrenze der Software liegen, komprimieren Sie die gesamte Probe auf eine höhere Frequenz und führen Sie dann die Spektralanalyse durch. Denken Sie einfach.
tpg2114
Patrick
tpg2114
Patrick