¿Es posible estimar la velocidad del viento por el sonido emitido por un cable de una línea de tendido eléctrico?

Question

Yo estaba cerca de ($\approx40m$) una línea eléctrica aérea y oí un sonido proveniente de los cables de la línea eléctrica; creo que el sonido fue hecha por las vibraciones de los cables de alimentación debido al viento, pero no estoy seguro. El viento era muy ligera.

El sonido no fue el "buzz", preguntó acerca de aquí.

Mi pregunta es: suponiendo que el sonido generado por el viento, es posible estimar la velocidad del viento a partir de las propiedades de sonido (es decir, su espectrograma) y las propiedades mecánicas del cable?

Si sí, ¿cómo precisa será la estimación?

Si sí, ¿puede dar algo de regreso-de-la-envoltura de cálculo?

Answer 1

El sonido por el cable se produce debido a la Kármán vortex shedding.

Esta fórmula empírica a partir de la página de la wikipedia se refiere a la frecuencia de los vórtices con el número de Reynolds: $$ \frac{fd}{V}=0.198\left (1-\frac{19.7}{\mathrm{Re}}\right), $$ donde $f$ es la frecuencia, $d$ diámetro de cable y $V$ es la velocidad de flujo. El número de Reynolds $\mathrm{Re}$ a su vez se define a este sistema como $$\mathrm{Re}=\frac{Vd}{\nu},$$ donde $\nu$ es la viscosidad cinemática del medio. Para el aire en$15\,{}^\circ \text{C}$$1.48\times 10^{−5}\,\text{m}^2/\text{s}$.

Así que la solución de las ecuaciones para la velocidad de $V$ obtenemos $$ V = 5.05 \left(f d + 3.90 \frac{\nu}{d}\right). $$

Por supuesto, esta fórmula implica condiciones ideales, por lo que en situaciones más realistas (incluso, por ejemplo, la turbulencia en el flujo del viento) la extracción de los vórtices de frecuencia del espectro de sonido podría ser complicado.

Answer 2

En el diseño de amortiguadores de vibración eólica la frecuencia de oscilación está dada empíricamente por $$ f = 3.26 V/d $$ where $f$ is in $\rm Hz$, $V$ wind speed in $\rm mph$ and $d$ the cable diameter in $\rm en $. The problem is that beyond $ 15 \,{\rm mph} $ the wind is too choppy to excite one frequency and the vibration amplitude (and hence sound) drops. Only across flat terrain (sand, river crossing, snow cover) the vibration can be sustained up to about $ 25 {\rm mph} $.

Así la frecuencia de vibración puede utilizarse para velocidad baja y vientos constantes.