Skip to main content

Wind tunnel measurements of crown streamlining and drag relationships for three conifer species

Buy Article:

$50.00 plus tax (Refund Policy)

Abstract:

Estimating the wind force or drag acting on tree crowns is central to understanding both the chronic effects of wind and the calculation of critical wind speed in windthrow prediction models. The classical drag equation is problematic for porous, flexible tree crowns whose frontal area declines as wind speeds increase and branches streamline. Juvenile crowns of three morphologically different conifers, western redcedar (Thuja plicata Donn ex D. Don), western hemlock (Tsuga heterophylla (Raf.) Sarg.), and lodgepole pine (Pinus contorta Dougl. ex Loud.), were exposed to wind speeds from 4 to 20 m/s in a wind tunnel. At 20 m/s, streamlining reduced the frontal area by 54% for redcedar, 39% for hemlock, and 36% for lodgepole pine. Crown drag coefficients calculated using frontal area in still air varied with wind speed. At 20 m/s, they were 0.22, 0.47, and 0.47 for these species, respectively. Drag was proportional to the product of mass and wind speed and also to the product of wind speed squared and wind speed specific frontal area. Lodgepole pine and redcedar had lower drag per unit of branch mass than did hemlock. Removing branches by pruning had little effect on drag per unit branch mass.

L'estimation de la force du vent ou de la traînée agissant sur la cime des arbres est essentielle à la compréhension des effets chroniques du vent et au calcul de la vitesse critique des vents dans les modèles de prédiction du chablis. L'équation classique de la traînée est problématique pour les cimes poreuses et flexibles des arbres dont la surface frontale diminue lorsque la vitesse du vent augmente et que les branches se profilent. Des cimes juvéniles de trois conifères morphologiquement différents, soit le thuya géant (Thuja plicata Donn ex D. Don), la pruche de l'Ouest (Tsuga heterophylla (Raf.) Sarg.) et le pin de Murray (Pinus contorta Dougl. ex Loud.), ont été exposées en soufflerie à des vents de 4 à 20 m/s. À 20 m/s, le profilage a réduit la surface frontale de 54 % pour le thuya géant, de 39 % pour la pruche de l'Ouest et de 36 % pour le pin de Murray. Les coefficients de traînée calculés à partir de la surface frontale en air calme varient selon la vitesse du vent. À 20 m/s, ils étaient respectivement de 0,22, 0,47 et 0,47 pour ces espèces. La traînée était proportionnelle au produit de la masse et de la vitesse du vent, ainsi qu'au produit du carré de la vitesse du vent et de la surface frontale ajustée selon la vitesse du vent. Le pin de Murray et le thuya géant présentaient des traînées par unité de masse des branches inférieures à celle de la pruche. L'enlèvement des branches par élagage a eu peu d'effet sur la traînée par unité de masse des branches.[Traduit par la Rédaction]

Document Type: Research Article

Publication date: 2004-03-01

More about this publication?
  • Published since 1971, this monthly journal features articles, reviews, notes and commentaries on all aspects of forest science, including biometrics and mensuration, conservation, disturbance, ecology, economics, entomology, fire, genetics, management, operations, pathology, physiology, policy, remote sensing, social science, soil, silviculture, wildlife and wood science, contributed by internationally respected scientists. It also publishes special issues dedicated to a topic of current interest.
  • Information for Authors
  • Submit a Paper
  • Subscribe to this Title
  • Terms & Conditions
  • Sample Issue
  • Reprints & Permissions
  • Ingenta Connect is not responsible for the content or availability of external websites
  • Access Key
  • Free ContentFree content
  • Partial Free ContentPartial Free content
  • New ContentNew content
  • Open Access ContentOpen access content
  • Partial Open Access ContentPartial Open access content
  • Subscribed ContentSubscribed content
  • Partial Subscribed ContentPartial Subscribed content
  • Free Trial ContentFree trial content
Cookie Policy
X
Cookie Policy
Ingenta Connect website makes use of cookies so as to keep track of data that you have filled in. I am Happy with this Find out more