基于AR模型的大跨悬索桥脉动风速时程模拟

为了解决风荷载的输入问题,分析桥梁风致振动响应,提出了基于AR模型的脉动风速时程模拟方法.基于线性滤波法的AR数值模型,依据AIC准则确定了模型的阶数,利用MATLAB语言,采用Kaimal谱编制了随时间和空间变化的脉动风速时程模拟程序;对某大跨悬索桥的主梁、主缆及主塔表面的风速时程进行数值模拟,根据工程实际确定了特定参数的取值,运用功率谱密度函数及互相关函数,考虑空间相关性,对结果进行验证.结果证明,本文方法简便快捷,模拟值同目标值吻合,能够较好地解决风荷载的输入问题.     

基于AR模型的大跨悬索桥脉动风速时程模拟

为了解决风荷载的输入问题,分析桥梁风致振动响应,提出了基于AR模型的脉动风速时程模拟方法.基于线性滤波法的AR数值模型,依据AIC准则确定了模型的阶数,利用MATLAB语言,采用Kaimal谱编制了随时间和空间变化的脉动风速时程模拟程序;对某大跨悬索桥的主梁、主缆及主塔表面的风速时程进行数值模拟,根据工程实际确定了特定参数的取值,运用功率谱密度函数及互相关函数,考虑空间相关性,对结果进行验证.结果证明,本文方法简便快捷,模拟值同目标值吻合,能够较好地解决风荷载的输入问题.     

大跨度桥梁结构风荷载模拟研究

基于数值模拟方法的风速时程曲线在桥梁结构风振分析中被广泛采用.本文基于自然风特性,通过考虑结构节点间的风速时程相关性,采用AR模型模拟节点随机脉动风速时程,利用AIC准则确定模型阶数.对模拟所得的大跨度桥梁节点风速时程统计分析表明:AR模型可有效地模拟具有空间相关性、时间相关性的节点脉动风速时程,模拟精度、速度和计算稳定性均满足实际工程应用要求.     

索桁式玻璃幕墙风荷载时程模拟及风振响应

在利用时域分析法研究索桁式玻璃幕墙在脉动风荷载作用下的响应情况时,需要得到其表面脉动风压时程数据.以随高度变化的风速谱（Sim iu谱）为基础,通过自回归线性滤波法,模拟出空间多结点相关脉动风压时程随机序列;由模拟结果计算出的功率谱与目标功率谱吻合良好.将所得时程数据加载在索桁式玻璃幕墙的有限元模型上进行瞬态计算,对位移结果做统计分析,获得适用于结构设计使用的风振系数.     

抛物面天线三维随机风场的数值模拟方法研究

针对天线各向尺寸相差不大的结构形式和随机风载的工作状况,考虑到脉动风的相关特性,在脉动风速模拟过程中计入了相位角对模拟结果的影响,建立了抛物面天线结构三维随机风场的模拟方法,并结合Fourier变换方法,运用于随机风场的多点顺风向脉动风速时程模拟。基于Simiu风速功率谱,采用该随机风场模拟方法,对40 m大口径抛物面天线进行三维随机风场模拟,研究了天线旋转后模拟风速的变化,并对模拟样本进行检验。检验结果表明模拟值与目标值吻合良好,从而验证了该方法的有效性。该方法的应用为抛物面天线风振响应计算提供了支持。     

基于谐波叠加法的海上风机随机风场模拟研究

推导了模拟脉动风速的谐波叠加法,并结合Kaimal脉动风功率谱,利用MATLAB数学平台编写了具备时空相关性的脉动风速时程模拟程序。针对江苏如东黄海海域某4兆瓦级海上风电机组结构进行实例分析,得到叶片与塔筒结构表面控制点风速时程曲线,并与目标功率谱曲线进行对比。相关结果表明,该程序模拟效果良好,使用简单,可快速解决风荷载输入问题。     

某火车站站台雨棚结构风振系数计算

对某火车站站台雨棚结构风荷载进行了数值研究,建立了火车站站台雨棚有限元模型,依据风速功率谱通过数值模拟得到雨棚表面测点风速时程及风压时程,对脉动风作用下的雨棚结构进行了风振反应时程分析,根据分析结果确定结构风振系数,为结构设计中风荷载计算提供依据.     

基于AR模型的瞬时风模拟

基于AR模型,研究了脉动风的数值模拟方法,编制了瞬时风速和风荷载的模拟程序.将此方法推广到斜拉索结构,模拟计算了苏通大桥A34拉索的风速与风荷载.通过模拟谱与目标谱的对比,证明该方法准确性高,并为下一步斜拉索的振动时程分析提供了激励源.     

大跨度连续钢桁拱桥拱肋脉动风场模拟

数值模拟的风速时程曲线在桥梁时域抖振分析中被广泛采用．基于自然风特性及模拟点间的风速时程相关性,采用谐波合成法模拟了南京大胜关长江大桥的拱肋脉动风速时程．对风速时程的紊流度、功率谱和相关函数分别进行了检验,与目标值吻合良好．     

综合考虑风剪切塔影效应的脉动风速模型

风速是影响风机输出功率的重要因素。运用谐波叠加法在Matlab软件中进行仿真建模和分析,建立脉动风作用下的模型,并使用Von Karman目标功率谱对模拟风速谱进行校核,以保证风速时程曲线的准确性。通过分析风机风轮和塔架等特点,阐述了风速和方位角的关系。综合考虑脉动风、风剪切和塔影效应对轮毂风速、平均风速的影响,通过分析风轮扫掠面上各点的风速动态模型,得到模型时空分布特性。结果表明,该模型既考虑自然风的突变性和不确定性,又考虑了风机自身结构特性引起的风速周期性波动,能够理想的反映实际风速,对于模拟风机运行状况具有直接意义。     

线性滤波法风速模拟及模型阶数确定

时域分析法是对结构进行风致振动分析的主要方法之一,而采用该法的前提是要有一系列的风速(或风压)时程样本．详细介绍了风速时程AR模拟方法及AIC准则,并对此技术进行了编程实现．所模拟的结果表明：AR模型可有效地模拟具有空间时间相关性的节点脉动风速时程．     

雷暴风三维脉动风速场数值模拟

基于壁面射流模型,将雷诺应力模型（RSM）计算得出的Reynolds应力张量引入Letchford谱和Panofsky谱,利用大涡模拟（LES）计算得出的脉动风速结果对其进行验算.对偏差较大的风谱函数进行进一步修正,得到与LES计算结果较吻合的自功率谱函数.结合随机流场生成技术和快速傅里叶变换技术,提出满足不可压缩条件和点相干函数的适用于雷暴风三维脉动风速场的高效的数值模拟方法.为了验证该方法的合理性,选取流场中水平径向风速较大处在高度方向上逐点生成三维脉动风速,对每个点的模拟结果从自功率谱函数和时间相关函数两方面进行验证.模拟值与目标值的吻合效果良好,说明采用提出的方法可以高效、准确地模拟出雷暴风的三维脉动风场.     

悬挂质量摆对大跨越输电塔的风振控制

为了研究被动控制装置对格构式高耸结构的控制效果，提出了一种悬挂质量摆风洞试验模型.基于控制减振机理和结构风振控制方程，进行了悬挂质量摆对输电塔结构风振控制的全塔气动弹性模型试验.采用Simiu脉动风速功率谱密度函数，利用三角级数法模拟了节点风速时程.根据准定常理论，计算了悬挂质量摆控制前后结构顺风向的加速度时程和均方根(RMS)，并进行了参数优化分析.研究结果表明，由模拟风载计算得到的塔顶RMS与试验结果吻合较好，该质量摆模型可有效减小输电塔的风振响应.     

简谐波叠加法模拟风谱

目的模拟脉动风荷载，在时域内实现数值模拟建筑结构的内力分析和变形计算．方法采用Davenport风速谱并根据Shinozuka理论，应用简谐波叠加法分别模拟了脉动风速、脉动风压和脉动风荷载时程曲线．结果求出了该风谱的功率谱密度和相关函数，并分析了某12层框架结构的顶层位移和加速度反应．证明此方法高速有效，且符合工程精度的要求．结论理论值和实测值的比较结果表明简谐波叠加法是一种正确有效的风荷载分析方法，能够反映结构的基本动力特性，对高层建筑的风振控制有一定的应用价值．     

平面张弦梁结构的风致响应分析

张弦梁结构是近些年在国内发展起来的一种新型的大跨度空间结构形式,由于其跨度大,整体刚度小,在风的作用下振动比较明显,故用现有规范中的等效静力法分析计算这种结构在风荷载下的响应精度太低,而采用时程分析的法可大大提高分析的精度,本文以一平面张弦梁为例,采用线形自回归滤波器法,模拟节点随机脉动风速时程,运用Matlab编程有效地模拟具有时间相关,空间相关性的脉动风速时程.然后在ANSYS中对此张弦梁结构进行瞬态分析,得到风振响应与风振系数,在此基础上改变两种基本参数,考察各参数对张弦梁风振响应及其风振系数的影响,得到一些有意义的结论,供张弦梁结构的工程应用考虑.     

大跨度公铁两用斜拉桥三维风速场实测与模拟

为得到沪通公铁两用长江大桥(后简称沪通大桥)桥址区风速时程序列,对沪通大桥开展了现场风速实测,对桥址区的风场特性进行分析,得到基于实测数据的风速谱,并将其与规范给出的风速谱进行参数对比.之后采用基于实测风速谱显式分解的谐波合成法,将该桥的三维脉动风速场简化为多个线状的一维脉动风速场,分别对两个主塔、公路桥面、铁路桥面的脉动风速进行数值模拟,模拟值与目标值吻合较好.结果表明:采用实测的风速谱参数可以很好地得到大跨度桥梁数值模拟三维脉动风场,并与规范给出的统一功率谱有一定的差异性,体现了规范谱应用于不同地区,尤其是复杂气象条件时的局限性.得到的基于实测风特性的大跨度斜拉桥风速时程序列,为桥梁的风振分析提供了基础,具有良好的实用效果.     

双呼高输电塔的风振响应及风振系数研究

330 kV双呼高多横担塔既满足对低电压等级线路或高速、铁路等的跨越,又满足对高电压等级线路钻越.目前未有针对此类塔型的研究,故本文主要建立了双呼高多横担塔的ANSYS有限元分析模型,对其进行模态分析,得出该塔型的前几阶阵型,结果表明:此类型塔易出现横向振动和塔身绕其高度方向出现扭转的现象;根据随机振动理论,选用Davenport风速谱为脉动风功率自谱,并运用AR法通过软件MATLAB编制程序模拟脉动风,模拟得到的风速功率谱密度曲线与目标风速功率谱密度吻合很好;模拟顺风向大风工况,对塔进行非线性动力时程分析,将多种结果进行比较提出此塔形的改善意见;计算双呼高多横担门型塔的风振系数,与规范结果进行比较,为输电塔的设计提供有益的参考.     

基于多维AR模型的风速时程模拟

目的 生成空间多点的顺风向风速时程,比较不同阶AR模型的模拟效果,评价由BIC准则判定的AR模型最优阶数的合理性.方法 根据工程中普遍采用的顺风向脉动风速谱,利用MATLAB软件编制空间多点风速时程的自回归线性模型程序,并嵌入BIC准则以判定多维AR模型的最优阶数,使用不同阶模型对风场进行模拟并比较各阶模型的模拟效果.结果 通过对西堠门大桥风场的模拟发现,BIC准则判定得到的AR模型最优阶数为2阶,同时2阶模型取得了不错的模拟效果;不同阶模型的模拟效果有较大差异,1阶模型离散性较大,6阶、8阶模型模拟精度稍好,4阶模型模拟效果最好.结论 BIC准则判定得到的AR模型最优阶数偏低,但根据其最优阶数进行的模拟也可取得不错的模拟效果;模型阶数对模拟效果有很大影响,阶数过低将导致结果离散性较大,阶数过高并不一定取得更高的模拟精度,选择合理的模型阶数既可取得最优的模拟效果又可节省计算时间.     

基于实测风特性的台风模拟研究

提出一种结合修正Davenport模型和FFT改进型谐波合成法的台风时程模拟方法。首先,对标准Davenport模型进行系数修正,利用特定地区实测风速值和非线性最小二乘法,建立修正Davenport模型。然后,基于修正Davenport模型和快速FFT改进后的谐波合成法进行台风时程模拟。实验表明,该方法提高了功率谱模型与实测风功率谱的吻合度,保证模拟的风速时程谱更好地反映实测风所在地区的风特性,并利用快速FFT较好地改善算法计算效率低的不足。     

高层建筑顺风向风振动力反应时程分析

采用了谐波叠加法模拟作用在结构上的顺风向脉动风压,同时为了能反映作用在迎风面不同点上脉动风压的相关特性,首先生成脉动风速互谱密度矩阵,然后采用三角分解法进行分解,再以此生成脉动风压作为输入脉动风荷载,采用Newmark方法计算结构的动力反应时程.对两栋高层建筑的风振反应时程计算结果表明,本方法得到的结构动力反应均方根值与建筑结构荷载规范中采用的谱分析结果有较好的吻合性;风振反应以共振反应为主,非共振反应值占次要的部分.这与谱分析法得出的结论也是一致的,说明了利用谐波叠加法模拟脉动风压时程的准确性.这对于正确估算结构的风振反应值,为高层建筑风振控制措施设计提供参考依据是有一定意义的.