風(fēng)速時(shí)程數(shù)值模擬研究.pdf

1、近年來(lái)，隨著生產(chǎn)生活的需要，工程結(jié)構(gòu)日趨大型化、復(fù)雜化，這也必然使結(jié)構(gòu)更輕更柔，對(duì)于風(fēng)荷載將更加敏感。對(duì)于這些大跨、高層、高聳結(jié)構(gòu)，風(fēng)荷載往往起主要甚至決定作用，因此對(duì)于這些復(fù)雜結(jié)構(gòu)在風(fēng)荷載作用下的響應(yīng)研究越來(lái)越受到科研工作者的重視。時(shí)域分析方法是對(duì)結(jié)構(gòu)風(fēng)振進(jìn)行非線性分析、詳細(xì)掌握結(jié)構(gòu)狀態(tài)的較好方法，具有較大的理論價(jià)值和實(shí)用意義。進(jìn)行時(shí)域分析必須要利用風(fēng)速時(shí)程樣本，因此利用已知的頻域信息通過(guò)計(jì)算機(jī)數(shù)值模擬重現(xiàn)時(shí)程樣本是比較好的解決辦法。

2、所模擬的風(fēng)與自然風(fēng)在統(tǒng)計(jì)特性、時(shí)間相關(guān)性和空間相關(guān)性等方面是否一致或接近，對(duì)于時(shí)程分析的結(jié)果具有較大的影響，因此模擬出盡可能接近和滿足自然風(fēng)特性的時(shí)程樣本模擬具有重大意義。 本文首先對(duì)隨機(jī)過(guò)程理論和風(fēng)的基本性質(zhì)進(jìn)行了研究總結(jié)，將風(fēng)速看作是平均風(fēng)速和脈動(dòng)風(fēng)速二部分之和，并進(jìn)一步將脈動(dòng)風(fēng)假定為具有零均值的平穩(wěn)高斯隨機(jī)過(guò)程，在此基礎(chǔ)上依據(jù)隨機(jī)過(guò)程理論闡述了風(fēng)速時(shí)程模擬的基本算法。 然后依據(jù)現(xiàn)有風(fēng)速譜的經(jīng)驗(yàn)公式作為目標(biāo)譜，基于M

3、ATLAB平臺(tái)，針對(duì)諧波疊加法和線性濾波法編制了相應(yīng)的模擬程序。利用程序通過(guò)算例模擬分析，探討了各參數(shù)的合理取值范圍。認(rèn)為頻率截取上限可根據(jù)情況選擇3～5hz。對(duì)于諧波疊加法，初步建議頻率采樣點(diǎn)數(shù)應(yīng)在300以上；時(shí)間采樣點(diǎn)以控制時(shí)間間隔在0.2s左右比較適宜。對(duì)于AR(p)模型的頻率采樣點(diǎn)可適當(dāng)增多，以保證精度；對(duì)于時(shí)間間隔建議取值范圍在0.1～0.5s之間；模型階數(shù)可按經(jīng)驗(yàn)取5～10。同時(shí)通過(guò)算例對(duì)不同模擬方法進(jìn)行了對(duì)比分析，討論了各