基于植被位移统计的视觉测风物理约束
流体动力学
2022-09-07 v1
摘要
视觉测风（VA）利用流体-结构相互作用的观测来推断来流特征。近期工作已通过应用于自然植被的数据驱动与物理建模方法展示了 VA 的概念。这些方法尚未实现跨植物物种的泛化，且需要特定场地校准。我们在开路风洞中利用三种植被物种的俯视图像开展了实验室研究，以评估植被位移场用于风速推断的效用。风与植被速度均呈现双参数 Weibull 分布。发现风的尺度因子（两个参数之一）与植被的尺度因子之间的关系可用 sigmoid 函数很好地描述，表明在低、中、高风速下存在三种不同的结构响应区域。在中等风速范围内，风与植被尺度因子近乎线性成比例，从而便于 VA。重要的是，发现在低风与高风 regime 下风与植被尺度因子不相关，揭示了使用结构响应数据进行 VA 的基本约束。我们讨论了这些 regime 的物理基础，并给出了可在中等风 regime 中利用以潜在泛化风速与风向推断的附加参数关系。
引用
@article{arxiv.2209.01681,
title = {Physical constraints on visual anemometry using vegetation displacement statistics},
author = {Roni H. Goldshmid and John O. Dabiri},
journal= {arXiv preprint arXiv:2209.01681},
year = {2022}
}