下一代声学-热膜组合风速仪：风向对齐与基于深度学习的自动校准流程
流体动力学
2022-09-07 v1
摘要
对自然湍流的研究需要能够采集到精细尺度的经验数据。热丝风速仪虽具备此能力，但由于其繁琐的校准流程与操作要求（如恒定的环境属性和稳态流动条件），在开放场地的实证研究并不常见。组合探头——即过去十年开发并验证的声学-热膜组合风速仪（combined sonic-hotfilm anemometer）——已证明其克服该障碍的能力。旧一代产品的风向对齐范围有限（120 度），且原位校准流程依赖人工判断。本研究展示了下一代组合探头设计，以及采用深度学习实现的新型全自动化原位校准流程。优雅的新设计现已支持 360 度范围内来流风的测量。改进后的校准流程被证明具备在持续变化的开放场地流动与环境条件下运行所需的鲁棒性。这对于昼夜变化的环境或非静止测量站（即置于船只、无人机、气象气球等移动平台上的探头）尤为有用。综上，更新后的设计与新校准流程使得连续场地测量得以在极少或无人干预下完成，从而实现精细尺度湍流脉动的近实时监测。这些探头的集成将有助于积累大量场地数据，以揭示自然环境中各尺度湍流的复杂机理。
引用
@article{arxiv.2107.12513,
title = {Next generation combined sonic-hotfilm anemometer: wind alignment and automated calibration procedure using deep learning},
author = {Roni H. Goldshmid and Ewelina Winiarska and Dan Liberzon},
journal= {arXiv preprint arXiv:2107.12513},
year = {2022}
}