CN109163878B - 植被拖拽力系数测量方法、装置、计算机设备和存储介质 - Google Patents

植被拖拽力系数测量方法、装置、计算机设备和存储介质 Download PDF

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CN109163878B CN201810781406.6A CN201810781406A CN109163878B CN 109163878 B CN109163878 B CN 109163878B CN 201810781406 A CN201810781406 A CN 201810781406A CN 109163878 B CN109163878 B CN 109163878B
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Abstract

本申请涉及一种植被拖拽力系数测量方法、系统、计算机设备和存储介质。植被拖拽力系数测量方法包括：获取不同流体动力条件下植被在流体中所受的力对应的力数据以及植被周围的流体流速；根据所述力数据对植被的拖拽力系数计算公式进行优化；根据所述流体流速和优化后的拖拽力系数计算公式计算不同流体动力条件下植被的拖拽力系数。上述植被拖拽力系数测量方法可适用于不同的水动力条件，改变了纯水流和波流共同作用下传统校核法无法计算拖曳力系数的现状，且计算得到的拖曳力系数的准确性更高。

Description

植被拖拽力系数测量方法、装置、计算机设备和存储介质
技术领域
本申请涉及图像处理技术领域，特别是涉及一种植被拖拽力系数测量方法、装置、计算机设备和存储介质。
背景技术
随着沿海围垦、港口等海岸工程的建设，植被消浪作用，例如，红树林消浪作用的研究也日趋显现出其重要性。在植被消浪作用的研究中，由于植被所受到的拖曳力影响植被生长期的生长效果，且在植被消浪过程中起到重要作用，因此植被拖曳力及与其计算相关的植被拖曳力系数一直是消浪作用研究的重点之一。
确定植被拖曳力系数的传统方法是校核法，即通过对比实测数据和消浪模型结果来选取一个最佳的拖曳力系数，使得二者尽可能地吻合。然而，流体动力条件包括纯波浪、纯流体及波流共同作用(波流同向和波流反向)等，由于绝大多数模型不考虑潮流对植被消浪的影响，校核法只能用于确定纯波浪条件下的植被拖曳力系数。
发明内容
基于此，有必要针对上述技术问题，提供一种能够适用于不同流体动力条件下的植被拖拽力系数测量方法、装置、计算机设备和存储介质。
一种植被拖拽力系数测量方法，所述方法包括：
获取不同流体动力条件下植被在流体中所受的力对应的力数据以及植被周围的流体流速；
根据所述力数据对植被的拖拽力系数计算公式进行优化；
根据所述流体流速和优化后的拖拽力系数计算公式计算不同流体动力条件下植被的拖拽力系数。
在一个实施例中，所述获取不同流体动力条件下植被在流体中所受的力对应的力数据以及植被周围的流体流速，包括：
利用圆柱体的树脂来代表植被，在一个完整波浪周期中，对所述圆柱体施加不同的流体动力条件；
获取所述圆柱体在多个完整波浪周期下，在流体中所受的力对应的力数据；
获取所述圆柱体在多个完整波浪周期下，所述圆柱体周围的流体流速。
在一个实施例中，所述的植被拖拽力系数测量方法，所述根据所述力数据对植被的拖拽力系数计算公式进行优化，包括：
通过将所述拖拽力系数计算公式中的拖拽力用所述力数据替代，对所述圆柱体的拖拽力系数计算公式进行优化，得到优化后的拖拽力系数计算公式。
在一个实施例中，所述的植被拖拽力系数测量方法，所述拖拽力系数计算公式为：
Figure BDA0001732668100000021
其中，为植被拖拽力系数，T为波浪周期，Fd为植被拖拽力，Uwc为植被周围的流体流速度，ρ为流体的密度，hv为植被在水中的高度，bv为代表植被的所述圆柱体的直径，t为时间。
在一个实施例中，所述的植被拖拽力系数测量方法，所述优化后的拖拽力系数计算公式为：
Figure BDA0001732668100000031
其中，F为植被在流体中所受的力对应的力数据。
在一个实施例中，所述的植被拖拽力系数测量方法，所述根据所述流体流速和优化后的拖拽力系数计算公式计算不同流体动力条件下植被的拖拽力系数，包括：
通过将不同流体动力条件下所述流体流速代入所述优化后的拖拽力系数计算公式，计算不同流体动力条件下植被的拖拽力系数。
在一个实施例中，所述的植被拖拽力系数测量方法，还包括：
根据利于所述植被拖拽力系数测量方法得到的拖拽力系数以及所述拖拽力系数计算公式得到植被的第一拖拽力；
根据利用校核法得到的拖拽力系数以及所述拖拽力系数计算公式得到植被的第二拖拽力；
通过分别比较所述第一拖拽力和所述第二拖拽力与所述力数据的差距对所述植被拖拽力系数测量方法的精度进行校验。
一种植被拖拽力系数测量装置，包括：
获取模块，用于获取不同流体动力条件下植被在流体中所受的力对应的力数据以及植被周围的流体流速；
求解模块，用于根据所述力数据对植被的拖拽力系数计算公式进行优化；
分割模块，用于根据所述流体流速和优化后的拖拽力系数计算公式计算不同流体动力条件下植被的拖拽力系数。
一种计算机设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现以下步骤：
获取不同流体动力条件下植被在流体中所受的力对应的力数据以及植被周围的流体流速；
根据所述力数据对植被的拖拽力系数计算公式进行优化；
根据所述流体流速和优化后的拖拽力系数计算公式计算不同流体动力条件下植被的拖拽力系数。
一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现以下步骤：
获取不同流体动力条件下植被在流体中所受的力对应的力数据以及植被周围的流体流速；
根据所述力数据对植被的拖拽力系数计算公式进行优化；
根据所述流体流速和优化后的拖拽力系数计算公式计算不同流体动力条件下植被的拖拽力系数。
本申请实施例中的植被拖拽力系数测量方法、装置、计算机设备和存储介质，获取不同流体动力条件下植被在流体中所受的力对应的力数据以及植被周围的流体流速，根据力数据对植被的拖拽力系数计算公式进行优化，并根据流体流速和优化后的拖拽力系数计算公式计算不同流体动力条件下植被的拖拽力系数。拖拽力系数的计算可适用于不同的水动力条件，改变了纯水流和波流共同作用下传统校核法无法计算拖曳力系数的现状，且计算得到的拖曳力系数的准确性更高。
附图说明
图1为一个实施例中植被拖拽力系数测量方法的应用环境图；
图2为一个实施例中植被拖拽力系数测量方法的流程示意图；
图3(a)为一个实施例中水动力条件为PW时，传统校核法和直接测定法的拖曳力系数精度对比图；
图3(b)为一个实施例中水动力条件为CW05时，传统校核法和直接测定法的拖曳力系数精度对比图；
图3(c)为一个实施例中水动力条件为CW15时，传统校核法和直接测定法的拖曳力系数精度对比图；
图3(d)为一个实施例中水动力条件为CW20时，传统校核法和直接测定法的拖曳力系数精度对比图；
图4为一个实施例中植被拖拽力系数测量装置的结构框图；
图5为一个实施例中计算机设备的内部结构图。
具体实施方式
为了使本申请的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本申请进行进一步详细说明。应当理解，此处描述的具体实施例仅仅用以解释本申请，并不用于限定本申请。
本申请提供的植被拖拽力系数测量方法，可以应用于如图1所示的应用环境中。其中，终端102与服务器104通过网络进行通信。其中，终端102可以但不限于是各种个人计算机、笔记本电脑、智能手机、平板电脑和便携式可穿戴设备，服务器104可以用独立的服务器或者是多个服务器组成的服务器集群来实现。
在一个实施例中，如图2所示，提供了一种植被拖拽力系数测量方法，以该方法应用于图1中的服务器为例进行说明，包括以下步骤：
步骤202，获取不同流体动力条件下植被在流体中所受的力对应的力数据以及植被周围的流体流速，其中流体动力条件由不同的波浪条件(波高和周期)和不同的水流条件(流向和流速)确定。
在上述步骤中，流体可以是水流，流体动力条件可以是水流动力条件，水流动力条件可以包括纯波浪、纯水流和波流共同作用(波流同向和波流反向)。可以在不同水动力条件下测量植被的多个完整波浪周期所受的逐时的力数据，以及同步测量的植被附近(距离不宜过远)多个完整波浪周期的逐时水流速度数据。
步骤204，根据力数据对植被的拖拽力系数计算公式进行优化。
步骤206，根据流体流速和优化后的拖拽力系数计算公式计算不同流体动力条件下植被的拖拽力系数。
对于步骤204和步骤206，拖拽力系数计算公式可以是Morison方程：
Figure BDA0001732668100000061
其中，F是作用于植被上的总力，Fd是拖曳力,Fm是惯性力,ρ是流体密度,CD和Cm分别是拖曳力系数和惯性力系数(利用Morison方程计算植被受力时常取Cm＝2),hv是植被在水中的高度，bv是模拟植被的圆柱体的直径，U是水流流速。纯波浪作用下和波流共同作用下惯性力Fm在一个完整波浪周期做功都为零或者接近零，因此多个完整波浪周期的拖曳力Fd做功可近似认为等价于植被体所受的合力F做的功，而多个完整波浪周期平均的拖曳力系数则可通过Morison方程的变形获得：
Figure BDA0001732668100000062
其中，Uwc为植被周围的流体流速度，F为植被在流体中所受的力对应的力数据，Fd为植被拖拽力。
上述实施例获取不同流体动力条件下植被在流体中所受的力对应的力数据以及植被周围的流体流速，根据力数据对植被的拖拽力系数计算公式进行优化，并根据流体流速和优化后的拖拽力系数计算公式计算不同流体动力条件下植被的拖拽力系数。拖拽力系数的计算可适用于不同的水动力条件，改变了纯水流和波流共同作用下传统校核法无法计算拖曳力系数的现状，且计算得到的拖曳力系数的准确性更高。
在一个实施例中，可以通过以下步骤获取不同流体动力条件下植被在流体中所受的力对应的力数据以及植被周围的流体流速：利用圆柱体的树脂(或其他材料)来代表植被，在一个波浪周期中，对圆柱体施加不同的流体动力条件；获取圆柱体在多个完整波浪周期下，在流体中所受的力对应的力数据；获取圆柱体在多个完整波浪周期下，圆柱体周围的流体流速。
在上述实施例中，可以在实验室内利用圆柱体的树脂(或其他材料)来模拟植被，并同步测量不同水动力条件(纯波浪、纯水流、波流同向和波流反向作用)下植被多个完整波浪周期所受的逐时的力数据，以及植被附近(距离不宜过远)多个完整波浪周期的逐时水流速度。
上述实施例获取不同流体动力条件下植被在流体中所受的力对应的力数据以及植被周围的流体流速，根据力数据对植被的拖拽力系数计算公式进行优化，并根据流体流速和优化后的拖拽力系数计算公式计算不同流体动力条件下植被的拖拽力系数，提出的拖曳力系数直接测定法可适用于纯波浪、纯水流和波流共同作用(波流同向和波流反向)等不同的水动力条件，改变了纯水流和波流共同作用下传统校核法无法计算拖曳力系数的现状；且提出的拖曳力系数直接测定法所确定的拖曳力系数的准确性比传统校核法计算所得的拖曳力系数更高。
在一个实施例中，可以通过以下步骤对植被的拖拽力系数计算公式进行优化：通过将拖拽力系数计算公式中的拖拽力用力数据替代，对圆柱体的拖拽力系数计算公式进行优化，得到优化后的拖拽力系数计算公式。
由于惯性力Fm在波浪周期内所做的功为零或者几乎为零，多个完整波浪周期拖曳力Fd做功等价于植被体所受的力F做功，根据Morison方程变形可通过多个完整波浪周期拖曳力做功计算拖曳力系数。
上述实施例获取不同流体动力条件下植被在流体中所受的力对应的力数据以及植被周围的流体流速，根据力数据对植被的拖拽力系数计算公式进行优化，并根据流体流速和优化后的拖拽力系数计算公式计算不同流体动力条件下植被的拖拽力系数，提出的拖曳力系数直接测定法可适用于纯波浪、纯水流和波流共同作用(波流同向和波流反向)等不同的水动力条件，改变了纯水流和波流共同作用下传统校核法无法计算拖曳力系数的现状；且提出的拖曳力系数直接测定法所确定的拖曳力系数的准确性比传统校核法计算所得的拖曳力系数更高。
在一个实施例中，植被拖拽力系数测量方法中拖拽力系数计算公式为：
Figure BDA0001732668100000081
其中，
Figure BDA0001732668100000082
为植被拖拽力系数，T为波浪周期，Fd为植被拖拽力，Uwc为植被周围的流体流速度，ρ为流体的密度，hv为植被在水中的高度，bv为代表植被的圆柱体的直径，t为时间。
在上述实施例中，将同步测量得到的不同水动力条件(纯波浪、纯水流、波流同向和波流反向作用)下植被多个完整波浪周期所受的逐时的力数据F以及植被附近(距离不宜过远)多个完整波浪周期的逐时水流速度Uwc，计算不同水动力条件(纯波浪、纯水流、波流同向和波流反向作用)下植被的拖曳力系数。
上述实施例获取不同流体动力条件下植被在流体中所受的力对应的力数据以及植被周围的流体流速，根据力数据对植被的拖拽力系数计算公式进行优化，并根据流体流速和优化后的拖拽力系数计算公式计算不同流体动力条件下植被的拖拽力系数，提出的拖曳力系数直接测定法可适用于纯波浪、纯水流和波流共同作用(波流同向和波流反向)等不同的水动力条件，改变了纯水流和波流共同作用下传统校核法无法计算拖曳力系数的现状；且提出的拖曳力系数直接测定法所确定的拖曳力系数的准确性比传统校核法计算所得的拖曳力系数更高。
在一个实施例中，植被拖拽力系数测量方法中优化后的拖拽力系数计算公式为：
Figure BDA0001732668100000091
其中，F为植被在流体中所受的力对应的力数据。
在上述实施例中，可以计算同种波浪条件下水流速度分别为0、5cm/s、15cm/s、20cm/s的水动力条件(下文分别简称为PW、CW05、CW15、CW20)下的模拟植被的圆柱体的拖曳力系数。例如，模拟植被的圆柱体材料可以为聚氯乙烯(Polyvinyl chloride，PVC)，高度可以为0.36m，直径可以为0.01m，试验水深可以为0.25m，可以测量在不同水动力条件下(PW、CW05、CW15、CW20)的模拟植被圆柱体所受的多个完整波浪周期逐时的力数据，以及同步测量的植被附近(距离不宜过远)多个完整波浪周期的逐时水流速度数据。
上述实施例获取不同流体动力条件下植被在流体中所受的力对应的力数据以及植被周围的流体流速，根据力数据对植被的拖拽力系数计算公式进行优化，并根据流体流速和优化后的拖拽力系数计算公式计算不同流体动力条件下植被的拖拽力系数，提出的拖曳力系数直接测定法可适用于纯波浪、纯水流和波流共同作用(波流同向和波流反向)等不同的水动力条件，改变了纯水流和波流共同作用下传统校核法无法计算拖曳力系数的现状；且提出的拖曳力系数直接测定法所确定的拖曳力系数的准确性比传统校核法计算所得的拖曳力系数更高。
在一个实施例中，可以通过以下步骤计算不同流体动力条件下植被的拖拽力系数：通过将不同流体动力条件下流体流速代入优化后的拖拽力系数计算公式，计算不同流体动力条件下植被的拖拽力系数。
在上述实施中，可以将同步测量得到的不同水动力条件(PW、CW05、CW15、CW20)下植被多个完整波浪周期所受的逐时的力数据F以及植被附近(距离不宜过远)多个完整波浪周期的逐时水流速度Uwc代入优化后的Morison公式，并利用Matlab编程计算不同水动力条件(PW、CW05、CW15、CW20)下植被的拖曳力系数。
上述实施例获取不同流体动力条件下植被在流体中所受的力对应的力数据以及植被周围的流体流速，根据力数据对植被的拖拽力系数计算公式进行优化，并根据流体流速和优化后的拖拽力系数计算公式计算不同流体动力条件下植被的拖拽力系数，提出的拖曳力系数直接测定法可适用于纯波浪、纯水流和波流共同作用(波流同向和波流反向)等不同的水动力条件，改变了纯水流和波流共同作用下传统校核法无法计算拖曳力系数的现状；且提出的拖曳力系数直接测定法所确定的拖曳力系数的准确性比传统校核法计算所得的拖曳力系数更高。
在一个实施例中，植被拖拽力系数测量方法还包括以下步骤：根据利于植被拖拽力系数测量方法得到的拖拽力系数以及拖拽力系数计算公式得到植被的第一拖拽力；根据利用校核法得到的拖拽力系数以及拖拽力系数计算公式得到植被的第二拖拽力；通过分别比较第一拖拽力和第二拖拽力与力数据的差距对植被拖拽力系数测量方法的精度进行校验。
在上述实施例中，可以分别将通过直接测定法计算所得的PW、CW05、CW15、CW20水动力条件下的拖曳力系数回代入Morison方程，计算得到Fdir。为了对比直接测定法和传统校核法测量所得的拖曳力系数的精度，将通过传统校核法计算所得的PW、CW05、CW15、CW20水动力条件下的拖曳力系数回代入Morison公式，计算得到Fcal，并将Fdir、Fcal、Fmea(实际测量的力)进行绘图对比(如图3(a)-图3(d)所示)，其中，横坐标time为时间，纵坐标Force实际测量的力，单位为N(牛顿)，现使用直接测定法计算所得的拖曳力系数计算的Fdir与实际测量的力Fmea更拟合。由此可见，直接测定法测量的拖曳力系数精度较传统校核法更高。
上述实施例获取不同流体动力条件下植被在流体中所受的力对应的力数据以及植被周围的流体流速，根据力数据对植被的拖拽力系数计算公式进行优化，并根据流体流速和优化后的拖拽力系数计算公式计算不同流体动力条件下植被的拖拽力系数，提出的拖曳力系数直接测定法可适用于纯波浪、纯水流和波流共同作用(波流同向和波流反向)等不同的水动力条件，改变了纯水流和波流共同作用下传统校核法无法计算拖曳力系数的现状；且提出的拖曳力系数直接测定法所确定的拖曳力系数的准确性比传统校核法计算所得的拖曳力系数更高。
应该理解的是，虽然图2的流程图中的各个步骤按照箭头的指示依次显示，但是这些步骤并不是必然按照箭头指示的顺序依次执行。除非本文中有明确的说明，这些步骤的执行并没有严格的顺序限制，这些步骤可以以其它的顺序执行。而且，图2中的至少一部分步骤可以包括多个子步骤或者多个阶段，这些子步骤或者阶段并不必然是在同一时刻执行完成，而是可以在不同的时刻执行，这些子步骤或者阶段的执行顺序也不必然是依次进行，而是可以与其它步骤或者其它步骤的子步骤或者阶段的至少一部分轮流或者交替地执行。
在一个实施例中，如图4所示，提供了一种植被拖拽力系数测量装置，包括：
获取模块402，用于获取不同流体动力条件下植被在流体中所受的力对应的力数据以及植被周围的流体流速；
求解模块404，用于根据力数据对植被的拖拽力系数计算公式进行优化；
分割模块406，用于根据流体流速和优化后的拖拽力系数计算公式计算不同流体动力条件下植被的拖拽力系数。
关于植被拖拽力系数测量装置的具体限定可以参见上文中对于植被拖拽力系数测量方法的限定，在此不再赘述。上述植被拖拽力系数测量装置中的各个模块可全部或部分通过软件、硬件及其组合来实现。上述各模块可以硬件形式内嵌于或独立于计算机设备中的处理器中，也可以以软件形式存储于计算机设备中的存储器中，以便于处理器调用执行以上各个模块对应的操作。
需要说明的是，本发明实施例所涉及的术语“第一\第二\第三”仅仅是是区别类似的对象，不代表针对对象的特定排序，可以理解地，“第一\第二\第三”在允许的情况下可以互换特定的顺序或先后次序。应该理解“第一\第二\第三”区分的对象在适当情况下可以互换，以使这里描述的本发明的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。
本发明实施例的术语“包括”和“具有”以及它们任何变形，意图在于覆盖不排他的包含。例如包含了一系列步骤或(模块)单元的过程、方法、系统、产品或设备没有限定于已列出的步骤或单元，而是可选地还包括没有列出的步骤或单元，或可选地还包括对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。
在本文中提及“实施例”意味着，结合实施例描述的特定特征、结构或特性可以包含在本申请的至少一个实施例中。在说明书中的各个位置出现该短语并不一定均是指相同的实施例，也不是与其它实施例互斥的独立的或备选的实施例。本领域技术人员显式地和隐式地理解的是，本文所描述的实施例可以与其它实施例相结合。
在本文中提及的“多个”是指两个或两个以上。“和/或”，描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，A和/或B，可以表示：单独存在A，同时存在A和B，单独存在B这三种情况。字符“/”一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。
在一个实施例中，提供了一种计算机设备，该计算机设备可以是服务器，其内部结构图可以如图5所示。该计算机设备包括通过系统总线连接的处理器、存储器、网络接口和数据库。其中，该计算机设备的处理器用于提供计算和控制能力。该计算机设备的存储器包括非易失性存储介质、内存储器。该非易失性存储介质存储有操作系统、计算机程序和数据库。该内存储器为非易失性存储介质中的操作系统和计算机程序的运行提供环境。该计算机设备的数据库用于存储测量数据。该计算机设备的网络接口用于与外部的终端通过网络连接通信。该计算机程序被处理器执行时以实现一种植被拖拽力系数测量方法。
本领域技术人员可以理解，图5中示出的结构，仅仅是与本申请方案相关的部分结构的框图，并不构成对本申请方案所应用于其上的计算机设备的限定，具体的计算机设备可以包括比图中所示更多或更少的部件，或者组合某些部件，或者具有不同的部件布置。
在一个实施例中，提供了一种计算机设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，处理器执行计算机程序时实现以下步骤：
获取不同流体动力条件下植被在流体中所受的力对应的力数据以及植被周围的流体流速；
根据力数据对植被的拖拽力系数计算公式进行优化；
根据流体流速和优化后的拖拽力系数计算公式计算不同流体动力条件下植被的拖拽力系数。
在一个实施例中，处理器执行计算机程序时还实现以下步骤：利用圆柱体的树脂来代表植被，在一个波浪周期中，对圆柱体施加不同的流体动力条件；获取圆柱体在多个完整波浪周期下，在流体中所受的力对应的力数据；获取圆柱体在多个完整波浪周期下，圆柱体周围的流体流速。
在一个实施例中，处理器执行计算机程序时还实现以下步骤：通过将拖拽力系数计算公式中的拖拽力用力数据替代，对圆柱体的拖拽力系数计算公式进行优化，得到优化后的拖拽力系数计算公式。
在一个实施例中，处理器执行计算机程序时还实现以下步骤：拖拽力系数计算公式为：
Figure BDA0001732668100000141
其中，
Figure BDA0001732668100000142
为植被拖拽力系数，T为波浪周期，Fd为植被拖拽力，Uwc为植被周围的流体流速度，ρ为流体的密度，hv为植被在水中的高度，bv为代表植被的圆柱体的直径，t为时间。
在一个实施例中，处理器执行计算机程序时还实现以下步骤：优化后的拖拽力系数计算公式为：
Figure BDA0001732668100000143
其中，F为植被在流体中所受的力对应的力数据。
在一个实施例中，处理器执行计算机程序时还实现以下步骤：通过将不同流体动力条件下流体流速代入优化后的拖拽力系数计算公式，计算不同流体动力条件下植被的拖拽力系数。
在一个实施例中，处理器执行计算机程序时还实现以下步骤：根据利于植被拖拽力系数测量方法得到的拖拽力系数以及拖拽力系数计算公式得到植被的第一拖拽力；根据利用校核法得到的拖拽力系数以及拖拽力系数计算公式得到植被的第二拖拽力；通过分别比较第一拖拽力和第二拖拽力与力数据的差距对植被拖拽力系数测量方法的精度进行校验。
在一个实施例中，提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，计算机程序被处理器执行时实现以下步骤：
获取不同流体动力条件下植被在流体中所受的力对应的力数据以及植被周围的流体流速；
根据力数据对植被的拖拽力系数计算公式进行优化；
根据流体流速和优化后的拖拽力系数计算公式计算不同流体动力条件下植被的拖拽力系数。
在一个实施例中，计算机程序被处理器执行时还实现以下步骤：利用圆柱体的树脂来代表植被，在一个波浪周期中，对圆柱体施加不同的流体动力条件；获取圆柱体在多个完整波浪周期下，在流体中所受的力对应的力数据；获取圆柱体在多个完整波浪周期下，圆柱体周围的流体流速。
在一个实施例中，计算机程序被处理器执行时还实现以下步骤：通过将拖拽力系数计算公式中的拖拽力用力数据替代，对圆柱体的拖拽力系数计算公式进行优化，得到优化后的拖拽力系数计算公式。
在一个实施例中，计算机程序被处理器执行时还实现以下步骤：拖拽力系数计算公式为：
Figure BDA0001732668100000161
其中，
Figure BDA0001732668100000162
为植被拖拽力系数，T为波浪周期，Fd为植被拖拽力，Uwc为植被周围的流体流速度，ρ为流体的密度，hv为植被在水中的高度，bv为代表植被的圆柱体的直径，t为时间。
在一个实施例中，计算机程序被处理器执行时还实现以下步骤：优化后的拖拽力系数计算公式为：
Figure BDA0001732668100000163
其中，F为植被在流体中所受的力对应的力数据。
在一个实施例中，计算机程序被处理器执行时还实现以下步骤：通过将不同流体动力条件下流体流速代入优化后的拖拽力系数计算公式，计算不同流体动力条件下植被的拖拽力系数。
在一个实施例中，计算机程序被处理器执行时还实现以下步骤：根据利于植被拖拽力系数测量方法得到的拖拽力系数以及拖拽力系数计算公式得到植被的第一拖拽力；根据利用校核法得到的拖拽力系数以及拖拽力系数计算公式得到植被的第二拖拽力；通过分别比较第一拖拽力和第二拖拽力与力数据的差距对植被拖拽力系数测量方法的精度进行校验。
本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例方法中的全部或部分流程，是可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，的计算机程序可存储于一非易失性计算机可读取存储介质中，该计算机程序在执行时，可包括如上述各方法的实施例的流程。其中，本申请所提供的各实施例中所使用的对存储器、存储、数据库或其它介质的任何引用，均可包括非易失性和/或易失性存储器。非易失性存储器可包括只读存储器(ROM)、可编程ROM(PROM)、电可编程ROM(EPROM)、电可擦除可编程ROM(EEPROM)或闪存。易失性存储器可包括随机存取存储器(RAM)或者外部高速缓冲存储器。作为说明而非局限，RAM以多种形式可得，诸如静态RAM(SRAM)、动态RAM(DRAM)、同步DRAM(SDRAM)、双数据率SDRAM(DDRSDRAM)、增强型SDRAM(ESDRAM)、同步链路(Synchlink)DRAM(SLDRAM)、存储器总线(Rambus)直接RAM(RDRAM)、直接存储器总线动态RAM(DRDRAM)、以及存储器总线动态RAM(RDRAM)等。
以上实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
以上实施例仅表达了本申请的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本申请的保护范围。因此，本申请专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种植被拖拽力系数测量方法，其特征在于，包括：
获取不同流体动力条件下植被在流体中所受的力对应的力数据以及植被周围的流体流速；其中，利用圆柱体的树脂来代表植被，在一个完整波浪周期中，对所述圆柱体施加不同的流体动力条件；
根据所述力数据对植被的拖拽力系数计算公式进行优化；
根据所述流体流速和优化后的拖拽力系数计算公式计算不同流体动力条件下植被的拖拽力系数；
其中，所述优化后的拖拽力系数计算公式为：
Figure FDA0002231192540000011
其中，
Figure FDA0002231192540000012
为植被拖拽力系数，T为波浪周期，F为植被在流体中所受的力对应的力数据，Uwc为植被周围的流体流速度，ρ为流体的密度，hv为植被在水中的高度，bv为代表植被的所述圆柱体的直径，t为时间。
2.根据权利要求1所述的植被拖拽力系数测量方法，其特征在于，所述获取不同流体动力条件下植被在流体中所受的力对应的力数据以及植被周围的流体流速，包括：
获取所述圆柱体在多个完整波浪周期下，在流体中所受的力对应的力数据；
获取所述圆柱体在多个完整波浪周期下，所述圆柱体周围的流体流速。
3.根据权利要求2所述的植被拖拽力系数测量方法，其特征在于，所述根据所述力数据对植被的拖拽力系数计算公式进行优化，包括：
通过将所述拖拽力系数计算公式中的拖拽力用所述力数据替代，对所述圆柱体的拖拽力系数计算公式进行优化，得到优化后的拖拽力系数计算公式。
4.根据权利要求3所述的植被拖拽力系数测量方法，其特征在于，所述拖拽力系数计算公式为：
Figure FDA0002231192540000021
其中，
Figure FDA0002231192540000022
为植被拖拽力系数，T为波浪周期，Fd为植被拖拽力，Uwc为植被周围的流体流速度，ρ为流体的密度，hv为植被在水中的高度，bv为代表植被的所述圆柱体的直径，t为时间。
5.根据权利要求3所述的植被拖拽力系数测量方法，其特征在于，所述优化后的拖拽力系数计算公式为：
Figure FDA0002231192540000023
其中，F为植被在流体中所受的力对应的力数据。
6.根据权利要求1所述的植被拖拽力系数测量方法，其特征在于，所述根据所述流体流速和优化后的拖拽力系数计算公式计算不同流体动力条件下植被的拖拽力系数，包括：
通过将不同流体动力条件下所述流体流速代入所述优化后的拖拽力系数计算公式，计算不同流体动力条件下植被的拖拽力系数。
7.根据权利要求1至6中任一项所述的植被拖拽力系数测量方法，其特征在于，还包括：
根据利用所述植被拖拽力系数测量方法得到的拖拽力系数以及所述拖拽力系数计算公式得到植被的第一拖拽力；
根据利用校核法得到的拖拽力系数以及所述拖拽力系数计算公式得到植被的第二拖拽力；
通过分别比较所述第一拖拽力和所述第二拖拽力与所述力数据的差距对所述植被拖拽力系数测量方法的精度进行校验。
8.一种植被拖拽力系数测量装置，其特征在于，包括：
获取模块，用于获取不同流体动力条件下植被在流体中所受的力对应的力数据以及植被周围的流体流速；其中，利用圆柱体的树脂来代表植被，在一个完整波浪周期中，对所述圆柱体施加不同的流体动力条件；
求解模块，用于根据所述力数据对植被的拖拽力系数计算公式进行优化；
分割模块，用于根据所述流体流速和优化后的拖拽力系数计算公式计算不同流体动力条件下植被的拖拽力系数；
其中，所述优化后的拖拽力系数计算公式为：
Figure FDA0002231192540000031
其中，
Figure FDA0002231192540000032
为植被拖拽力系数，T为波浪周期，F为植被在流体中所受的力对应的力数据，Uwc为植被周围的流体流速度，ρ为流体的密度，hv为植被在水中的高度，bv为代表植被的所述圆柱体的直径，t为时间。
9.一种计算机设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述计算机程序时实现权利要求1至7中任一项所述的植被拖拽力系数测量方法的步骤。
10.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时实现权利要求1至7中任一项所述的植被拖拽力系数测量方法的步骤。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109781336B (zh) * 2019-03-07 2023-11-03 中国科学院南京地理与湖泊研究所 模拟并测定不同流速下水生植物所受拖曳力的装置和方法
CN109946205B (zh) * 2019-03-13 2019-12-10 西南石油大学 一种钻屑颗粒沉降曳力系数的测试方法
CN109932368B (zh) * 2019-04-02 2021-06-18 北京林业大学 一种柔性植被群拖曳力系数的测量方法
CN113820099B (zh) * 2021-09-15 2022-12-06 中山大学 一种基于电机加速的实验室模拟向前喷流实验机构
CN117077542B (zh) * 2023-10-12 2024-01-26 河海大学 基于仿生红树林模型拖曳力系数的红树林消浪评估方法

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102353516A (zh) * 2011-09-29 2012-02-15 中国海洋大学 一种深水立管的时域脉动拖曳力确定方法
CN102507083A (zh) * 2011-09-30 2012-06-20 中国海洋大学 一种尾流立管的脉动拖曳力确定方法
CN105004506A (zh) * 2015-06-29 2015-10-28 中国海洋大学 自升式海洋平台桩腿波流载荷系数测试实验系统
CN106644374A (zh) * 2016-09-19 2017-05-10 江苏亨通海洋光网系统有限公司 一种水动力常数的试验方法

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102353516A (zh) * 2011-09-29 2012-02-15 中国海洋大学 一种深水立管的时域脉动拖曳力确定方法
CN102507083A (zh) * 2011-09-30 2012-06-20 中国海洋大学 一种尾流立管的脉动拖曳力确定方法
CN105004506A (zh) * 2015-06-29 2015-10-28 中国海洋大学 自升式海洋平台桩腿波流载荷系数测试实验系统
CN106644374A (zh) * 2016-09-19 2017-05-10 江苏亨通海洋光网系统有限公司 一种水动力常数的试验方法

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