¿Cómo se calcula la frecuencia de desprendimiento de vórtices?

Question

Estoy intentando averiguar si hay algún efecto de los vórtices de Von Karman en un grupo de lecturas de velocidad del viento en el que se supone que, debido a una montaña cercana al punto de recogida de datos, se formaron vórtices de Von Karman que se registrarían en los datos. Según lo que he leído, la frecuencia de desprendimiento de vórtices que debería estar presente en los datos se calcula simplemente a partir de la fórmula $F= \mathbb{St}\cdot \frac{V}{L}$ con $\mathbb{St}$ como el número de Strouhal, $V$ como la velocidad y $L$ como la longitud característica. Según tengo entendido, el número de Strouhal es esencialmente constante para un flujo determinado, pero cuando busqué cómo encontrar el número de Strouhal se definía como $\mathbb{St} = F\cdot \frac{L}V$ que es exactamente la misma relación que se da en la primera ecuación para el cálculo de la frecuencia de desprendimiento. Mi pregunta entonces es en dos partes:

1) ¿Cómo puedo calcular el número de Strouhal de un flujo para poder calcular la frecuencia de desprendimiento?

2) ¿Qué debo utilizar como longitud característica para un elemento del paisaje, como una montaña o un acantilado, etc., ya que todo lo que hay en Internet sólo indica el caso de cilindros uniformes y el uso de su diámetro, en lugar de algo como un cono que puede utilizarse como aproximación a una montaña u otra masa terrestre?

gracias por cualquier ayuda.

Answer 1

Sí, los paquetes BGA son como pequeñas placas de circuito. En los dispositivos de gran número de pines, en casi todos los casos, las bolas que se encuentran directamente debajo de la matriz son principalmente conexiones de tierra (y a veces de alimentación). Las bolas de tierra pasan directamente por el sustrato de la matriz, mientras que las bolas de potencia se conectan a los planos de potencia internos. Además, debido a su conexión metálica directa con la matriz, las bolas de tierra ayudan a eliminar el calor del paquete.

Todas las E/S están conectadas a bolas cercanas a la periferia del paquete, lo que hace que sus trazos internos -así como los trazos de la PCB a los que se conectan- sean más cortos y las inductancias más bajas.

Answer 2

Como aficionado a la ciencia planetaria y a la aviación puedo ofrecer estos datos, aunque un poco tarde para la pregunta publicada en 2013....

http://www.wired.com/2010/05/gallery-clouds/

Muestra la calle del vórtice de Van Karman inducido por la montaña (inestabilidad de Strouhal) en una capa de nubes vista desde el espacio.

y esto también: http://i.dailymail.co.uk/i/pix/2014/08/29/1409315266064_wps_29_Bp83DlqCMAAgOOR_Karman_vo.jpg

y esto: http://webdesignerdepot.com/2009/08/60-stunning-satellite-photos-of-earth/

todas tomadas desde la órbita terrestre.

Aunque las oscilaciones como las que describes no suelen ser en el plano vertical...

Está claro que la escala del fenómeno de Strouhal que propones es un efecto observable en nuestro planeta. Mientras que el muestreo a varias veces la frecuencia de la oscilación (el doble de la frecuencia no te da mucho detalle) es ideal, estas fotos muestran frecuencias que son probablemente de 1 a varios minutos como mínimo. A partir de los datos de la muestra a favor del viento también se puede obtener un pico de frecuencia a partir de un análisis espectral (como la FFT mencionada anteriormente) de la dirección del viento, o incluso quizás de alguna otra variable medible. Una fuente de herramientas de software con funciones de análisis espectral proviene de la edición de vídeo, en la que se puede analizar una pista de audio, pero los datos deben disfrazarse de pista de audio. Esto puede indicarle al menos si hay un pico de frecuencia cerca del extremo inferior (cerca de DC, o cerca del lado izquierdo del gráfico espectral) con una inversión mínima de dinero.

Estas son sólo sugerencias. Probablemente haya herramientas de análisis espectral muy rudimentarias disponibles como shareware en la web.

Si su muestreo se acerca a sólo 2 veces la frecuencia del fenómeno, puede obtener aliasing que resulta en una salida inútil o muy degradada. Muchas herramientas de software de análisis de frecuencias permiten la elección de diferentes filtros - la lectura de estos le dará la mejor oportunidad de extraer una señal útil de sus datos.

Fui dinamizador de pruebas de vuelo durante la expansión de la envoltura en el tiltrotor V22 Osprey (hace casi 20 años) donde todo tipo de análisis espectral estaba disponible. A veces, demasiadas opciones nublan las cuestiones básicas. Tome un medio de grabación de audio en algún lugar a sotavento de su objeto y colóquelo por encima del desorden del suelo. Grabe durante 20 minutos o una hora el viento que sopla sobre el dispositivo que sea (haciendo diferentes ruidos con diferente dirección del viento). Ponga la pista de audio en un software de análisis espectral común para ver si existe un pico. Va a ser de muy baja frecuencia. Si está por debajo del límite detectable del software, comprima toda la muestra a una frecuencia más alta y luego haga el espectral. Piensa de forma sencilla.