使用3种不同的算法从倾斜风速计中检索3个风分量(Matlab代码实现)

简介: 使用3种不同的算法从倾斜风速计中检索3个风分量(Matlab代码实现)

💥1 概述

本文包括一些算法来纠正声波风速计的倾斜角度误差,包括Wilczak等人的方法[1]。其他方法是双倍和三倍旋转算法。

本呈件包括:

  • 4 个示例文件:一个用于平面拟合算法,一个用于双旋转,一个用于三重旋转,一个用于使用不同检索算法估计摩擦速度。
  • 函数倾斜校正.m
  • 函数 friction_velocity.m
  • 包含模拟风数据的文件 data.mat

参考文献:

下载链接:Sonic Anemometer Tilt Correction Algorithms | SpringerLink

📚2 运行结果

部分代码:

clearvars;close all;clc;
% load simlated wind velocities
load('data.mat','u','v','w','t')
[M,N]=size(u);
yaw  = 30; % yaw angle (horizontal plane, between u and v)
elev = 3; % elevation angle (vertical plane, between w and u)
incl = 2; % inclination angle (vertical plane, between w and v)
R1 = [cosd(yaw),-sind(yaw),0;sind(yaw),cosd(yaw),0;0,0,1]; % matrix rotation around axis z
R2 = [cosd(elev),0,-sind(elev);0,1,0;sind(elev),0,cosd(elev)]; % matrix rotation around axis zy
R3 = [1,0,0; 0,cosd(incl),-sind(incl);0,sind(incl),cosd(incl)]; % matrix rotation around axis x
A = R1*R2*R3;  % 3D rotation matrix
% Construction of tilted velocity component
u_tilted = zeros(size(u));
v_tilted = zeros(size(u));
w_tilted = zeros(size(u));
for ii=1:M,
    dummy = A\[u(ii,:);v(ii,:);w(ii,:)];
    u_tilted(ii,:) = dummy(1,:);
    v_tilted(ii,:) = dummy(2,:);
    w_tilted(ii,:) = dummy(3,:);
end
clearvars;close all;clc;
% load simlated wind velocities
load('data.mat','u','v','w','t')
[M,N]=size(u);
yaw  = 30; % yaw angle (horizontal plane, between u and v)
elev = 3; % elevation angle (vertical plane, between w and u)
incl = 2; % inclination angle (vertical plane, between w and v)
R1 = [cosd(yaw),-sind(yaw),0;sind(yaw),cosd(yaw),0;0,0,1]; % matrix rotation around axis z
R2 = [cosd(elev),0,-sind(elev);0,1,0;sind(elev),0,cosd(elev)]; % matrix rotation around axis zy
R3 = [1,0,0; 0,cosd(incl),-sind(incl);0,sind(incl),cosd(incl)]; % matrix rotation around axis x
A = R1*R2*R3;  % 3D rotation matrix
% Construction of tilted velocity component
u_tilted = zeros(size(u));
v_tilted = zeros(size(u));
w_tilted = zeros(size(u));
for ii=1:M,
    dummy = A\[u(ii,:);v(ii,:);w(ii,:)];
    u_tilted(ii,:) = dummy(1,:);
    v_tilted(ii,:) = dummy(2,:);
    w_tilted(ii,:) = dummy(3,:);
end

🌈3 Matlab代码实现

🎉4 参考文献

部分理论来源于网络,如有侵权请联系删除。


[1] Wilczak, J. M., Oncley, S. P., & Stage, S. A. (2001). Sonic anemometer tilt correction algorithms. Boundary-Layer Meteorology, 99(1), 127-150.


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