elib
DLR-Header
DLR-Logo -> http://www.dlr.de
DLR Portal Home | Impressum | Datenschutz | Kontakt | English
Schriftgröße: [-] Text [+]

Analyses of Spatial Correlation and Coherence in ABL Flow with a Fleet of UAS

Wetz, Tamino und Zink, Josef und Bange, Jens und Wildmann, Norman (2023) Analyses of Spatial Correlation and Coherence in ABL Flow with a Fleet of UAS. Boundary-Layer Meteorology, Seiten 1-29. Springer. doi: 10.1007/s10546-023-00791-4. ISSN 0006-8314.

[img] PDF - Postprintversion (akzeptierte Manuskriptversion)
1MB

Offizielle URL: https://doi.org/10.1007/s10546-023-00791-4

Kurzfassung

The spatial structures of turbulent flow in the atmospheric boundary layer (ABL) are complex and diverse. Multi-point spatial correlation measurements can help improve our understanding of these structures and their statistics. In this context, we investigate Taylor’s hypothesis and the statistics of spatial structures on the microscale. For the first time, simultaneous horizontally distributed wind measurements with a fleet of 20 quadrotor UAS (unmanned aerial systems) are realized. The measurements were taken at different heights and under different atmospheric conditions at the boundary layer field site in Falkenberg of the German Meteorological Service (DWD). A horizontal flight pattern has been specifically developed, consisting of measurements distributed along and lateral to the mean flow direction with separation distances of 5 ... 205 m. The validity of Taylor’s hypothesis is studied by examining the cross-correlations of longitudinally distributed UAS and comparing them with the auto-correlations of single UAS. To assess the similarity of flow structures on different scales, the lateral and longitudinal coherence of the streamwise velocity component is examined. Two modeling approaches for the decay of coherence are compared. The experimental results are in good agreement with the model approaches for neutral atmospheric conditions, whereas in stable and convective ABL, the exponential approaches are not unconditionally valid. The validation results and the agreement with the literature on coherence in the ABL underline the potential of the UAS fleet for the purpose of spatial turbulence measurements.

elib-URL des Eintrags:https://elib.dlr.de/194726/
Dokumentart:Zeitschriftenbeitrag
Titel:Analyses of Spatial Correlation and Coherence in ABL Flow with a Fleet of UAS
Autoren:
AutorenInstitution oder E-Mail-AdresseAutoren-ORCID-iDORCID Put Code
Wetz, TaminoDLR, IPANICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Zink, JosefDLR, IPANICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Bange, JensUniverstät Tübingenhttps://orcid.org/0000-0003-4075-1573NICHT SPEZIFIZIERT
Wildmann, NormanDLR, IPAhttps://orcid.org/0000-0001-9475-4206NICHT SPEZIFIZIERT
Datum:5 April 2023
Erschienen in:Boundary-Layer Meteorology
Referierte Publikation:Ja
Open Access:Ja
Gold Open Access:Nein
In SCOPUS:Ja
In ISI Web of Science:Ja
DOI:10.1007/s10546-023-00791-4
Seitenbereich:Seiten 1-29
Verlag:Springer
ISSN:0006-8314
Status:veröffentlicht
Stichwörter:Coherence, Spatial correlation, Taylor’s hypothesis, Turbulence, UAS
HGF - Forschungsbereich:Energie
HGF - Programm:Materialien und Technologien für die Energiewende
HGF - Programmthema:Photovoltaik und Windenergie
DLR - Schwerpunkt:Energie
DLR - Forschungsgebiet:E SW - Solar- und Windenergie
DLR - Teilgebiet (Projekt, Vorhaben):E - Windenergie
Standort: Oberpfaffenhofen
Institute & Einrichtungen:Institut für Physik der Atmosphäre > Verkehrsmeteorologie
Hinterlegt von: Wetz, Tamino
Hinterlegt am:18 Apr 2023 14:04
Letzte Änderung:19 Apr 2023 13:50

Nur für Mitarbeiter des Archivs: Kontrollseite des Eintrags

Blättern
Suchen
Hilfe & Kontakt
Informationen
electronic library verwendet EPrints 3.3.12
Gestaltung Webseite und Datenbank: Copyright © Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR). Alle Rechte vorbehalten.