基于AR模型的脉动风速时程模拟

基于AR数值模型,采用MATLAB编制了计算程序,模拟了40个空间点的脉动风速时程曲线,算例表明,该方法简洁高效,效果良好,为进一步得到风压时程,进而对结构进行风振时程分析奠定了基础。

基于AR模型的空间脉动风速时程模拟方法研究

空间脉动风速时程的模拟是桥梁抖振时域计算的前提。利用基于自回归(AR)模型的线性回归滤波器法,编制了模拟脉动风速的Matlab计算程序,模拟了一座大跨连续刚构桥最大悬臂施工阶段多点的水平和竖向脉动风速,并进行了功率谱和相关性检验,发现模拟效果较好。

基于ARMA模型和时空Kriging插值联合模拟大跨结构的脉动风速时程

采用ARMA模型模拟具有时间和空间相关性的大跨结构的随机风速时程。并对Whittle递推算法进行了改进,求解出自回归系数和滑动回归系数矩阵。利用MATLAB软件编制了模拟大跨桥梁的风速时程模拟程序,运行结果表明:改进的方法计算效率高,模拟精度符合要求。然后又利用时空Kriging插值法对控制点区域内节点的脉动风速时程进行模拟,其模拟精度较好且求解过程快,可用于大跨空间结构、超高层建筑等含有大量节点的结构风场模拟。

基于AR模型的海上风机脉动风速时程模拟

为分析海上风机支撑结构及叶片的风振动力响应特性,基于线性滤波法中自回归AR模型,采用Kaimal脉动风速功率谱编制了具备时空相关特性的MATLAB脉动风速时程模拟程序;针对江苏如东黄海海域某4 MW级风机塔筒、叶片等结构进行了实例分析,得到结构表面各控制点模拟脉动风速时程曲线,并结合计算功率谱与目标谱进行对比验证;利用TurbSim软件对自编程序计算精度和效率进行比较。相关计算结果表明该程序简单易操作,所需参数较少;虽无法考虑湍流强度,但具有适用多种风机结构的优点;同时整体模拟效果良好,可有效解决风荷载输入问题。

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.

基于台风“海葵”实测的近地脉动风速功率谱及相关性研究

基于上海浦东机场实测基地测风塔上10 m及30 m高度处台风"海葵"的现场实测数据,对台风"海葵"过境上海时的脉动风速功率谱和各向脉动风速分量之间的相关性进行了详细研究。研究表明:台风"海葵"脉动风速功率谱总体与Von Karman谱吻合良好,Von Karman谱能够较为准确的描述上海浦东地区的湍动能分布特性;风速谱值对平均风速的变化较敏感,高风速时段在惯性子区内具有更高的湍动能。实测互谱在低频和高频段均与Kaimal修正谱符合较好;互相关系数ρ_(uw)在各高度处随平均风速的变化基本保持稳定,而互相关系数ρ_(uv)和ρ_(vw)在各高度处随平均风速的变化离散性相对较大;随着观测高度的增加,互相关系数ρ_(uw)的负相关性逐渐减小。

高层建筑脉动风荷载时程模拟的AR模型方法

研究了脉动风速和脉动风压的概率统计表达方法 ,给出了有关公式。采用时间序列分析中 AR模型方法实现了考虑空间相关性影响的高层建筑水平脉动风压时程模拟 ,计算简洁高效。给出了应用实例 。

基于AR模型方法的多维脉动风荷载时程的模拟

研究了脉动风荷载基于AR模型的数值模拟方法。依据脉动风荷载的功率谱密度函数,探讨了AR模型方法实现考虑空间相关性影响的水平脉动风荷载的模拟方法。算例表明,该方法计算简洁高效,模拟结果能够精确反应脉动风的频谱特性。

基于JT-AR转换模型的非高斯风荷载特性分析

为了研究大跨度屋盖结构的非高斯风荷载特性,提出一种采用JT-AR转换模型模拟大跨度球面屋盖结构非高斯脉动风压的方法。基于JT变换和AR模型理论进行耦合,提出并构建JT-AR转换模型,模拟生成非高斯脉动风压时程样本数据,与目标功率谱及高阶统计量对比验证;通过已有风洞试验结果与作用在大跨度球面屋盖结构表面的非高斯分布特性作对比验证。结果表明:JT-AR转换模型的模拟结果与风洞试验作用在建筑上的非高斯脉动风具有同等作用效应,其模拟仿真结果具备可靠性及普适性。研究结论为大跨度结构抗风设计提供一种新的模拟方法,可代替复杂的风洞试验。

大涡模拟中入流边界脉动风速模拟相关参数取值分析

大涡模拟中入流边界条件脉动风速的处理对计算流体动力学的数值模拟结果的正确性和精度有着至关重要的影响,文章对在运用DSRFG法生成湍流脉动风的算法中,研究了几个相关参数(包括脉动风速能量谱离散化的区间样本数Kmax,能量谱密度模拟所选取三角级数向量组的个数N,空间尺度参数因子θ1和时间尺度参数因子θ2)的数值选取,对入流脉动风速功率谱和脉动风速竖向空间相关性模拟结果的影响.模拟计算结果表明:相对于其他3个参数,空间尺度参数因子θ1的选取相对比较离散.结合DSRFG算法和文章提出的最佳参数取值,模拟得到与实际大气风场特性吻合较好的冯卡门谱及其竖向相关特征.

脉动风风速谱及空间相关性研究

总结了脉动风速功率谱及空间相关性系数的各种经验公式的形式,使用场合及存在的问题,讨论了在大跨桥梁及大跨空间结构风场模拟时应注意的空间相关性问题,为脉动风风速谱及空间相关性的进一步研究提供了理论基础。

基于EMD和AR模型的水轮机尾水管动态特征信息提取

提出一种基于经验模态分解(EMD)和自回归(AR)模型的水轮机尾水管动态特征信息提取方法。对经过预处理的信号进行EMD分解,得到包含特征频率的本征模态函数(IMF),对每个IMF建立AR模型,取模型参数作为故障模式识别的特征矢量。以水轮机尾水管压力脉动信号为例,运用此方法进行了尾水管动态特征信息的提取。试验表明,基于EMD和AR模型的特征提取法是故障特征提取的有效方法。

基于自回归法的风电场脉动风速模拟

脉动风速模型主要反映脉动风速的位置分布和时间变化特性,其对整个风力发电机组与电网的运行状态有重要影响,是风力发电仿真研究的基础。文中根据风力发电机的结构特点与脉动风的特性,利用自回归法建立了具有一定功率谱密度特性的脉动风速模型,利用Matlab进行了仿真模拟。仿真结果表明:在工程精度范围内,文中风速模型较好地反映了脉动风的特性,满足了工程应用要求。

基于AIC准则的脉动风速时程模拟

阐述脉动风速时程模拟的方法和AIC准则。采用线性滤波器中的AR模型,结合AIC准则进行模型阶数选择,用MATLAB编程模拟脉动风速时程,并与目标功率谱进行比较,模拟效果较好,可以满足工程精度的要求。

基于线性滤波法的脉动风速模拟及其MATLAB程序的实现

详细介绍了自回归技术公式,同时采用此技术模拟具有空间相关性的随机风荷载,给出了用自回归技术模拟脉动风荷载的步骤以及具体MATLAB程序,并把所编程序用于江阴长江大桥风荷载模拟,结果表明效果较好。

基于改进VonKarman模型的风力机来流三维风速模拟

为准确表征风力机来流的三维脉动风场,基于改进Von Karman模型,分别采用谐波叠加法(harmony superposition method,HSM)和自回归滑动平均法(auto-regressive moving-average,ARMA)对某33 k W水平轴风力机来流风况进行脉动风速模拟,并采用现有软件在同等参数下模拟结果与2种方法的对比。结果表明,HSM法所模拟出脉动风速的功率谱与目标谱更加吻合;3种方法自相关性都随时间增大而减小,其中ARMA法和软件模拟结果的自相关性较好;HSM法互相关系数极差值在8.49、11.31、19.80 m的间距上分别为0.764 9、0.580 7、0.438 7,其互相关系数随间距增大而减小,更符合实测结果。研究不仅可为不同风场随机来流条件下风力机气动计算提供依据,也可为近地面其他农业机械及工程设施的风荷载计算提供参考。

基于小波阈值的动车组模型脉动压力提取方法研究

研究表明脉动压力是引起气动噪声的主要根源,因此动车组减振降噪要先探究其表面脉动压力。针对微压阻式压力传感器特性及动车组模型试验环境建立了传感器输出模型;利用小波阈值方法进行降噪,通过尺度系数与原始信号的相关性来确定分解层数,根据3σ准则进行小波分解的阈值选取;根据相关系数分离出振动压力和风机噪声压力,最终提取出脉动压力,并利用脉动压力对测点处气动噪声进行预测。研究表明:提取出的脉动压力所预测的气动噪声和传声器所测的噪声变化趋势基本一致,转折频率都为120 Hz,验证了该脉动压力提取方法的正确性,为后续高速动车组压力测量以及减振降噪的研究提供了参考。

高层建筑结构风荷载及其动态响应研究

为了解决风致高层建筑振动问题,以山西省阳泉市某高层建筑为研究对象,运用数值计算的方法获得风荷载的时程曲线,并分析高层建筑的层间位移、基底剪力、风振系数等风振动态响应参数。结果表明,基于相关脉动风速AR模型的风速时程模拟功率谱与目标功率谱呈现出良好的一致性,模拟功率谱数据具有较好的稳定性;高层建筑的顺风向层间位移角随着楼层高度呈现先迅速增加,后趋于稳定并略有减小的变化趋势,横风向层间位移角波动较小,顺风向层间位移角远大于横风向层间位移角;顺风向和横风向基底剪力均呈现剧烈的波动,具有很强的随机性,顺风向基底剪力远大于横风向基底剪力;高层建筑顺风向的风振系数呈现“弓”状非线性变化,而横风向的风振系数则呈现近线性的变化趋势。

西北太平洋船载海面风速脉动资料校正及湍流特征分析

对西北太平洋海域2005年9—11月"东方红Ⅱ"船载风速脉动资料的功率谱分析发现,在频率区间0.06—0.26Hz普遍存在一个由于船体晃动而产生的异常峰值,本文提出了一种消除船体晃动干扰的滤波校正改进方法。校正方法数据处理步骤如下:在双对数坐标系下,利用受干扰频率区间前后的功率谱密度值,线性拟合得到该区间内的功率谱趋势线;然后利用原始功率谱和趋势线反演得到受干扰频率区间的校正功率谱;最后通过傅里叶逆变换得到校正后的海面风速脉动资料序列。通过对校正后风速脉动资料湍流特征量的分析表明了该方法用于校正船体晃动对船载海面风速脉动观测影响的可行性。观测期间西北太平洋海区大气多处于热力作用较强的弱不稳定及不稳定条件,无量纲风速标准差与稳定度参数z/L之间能很好地符合1/3次方定律;各方向湍流强度分别为0.091、0.076、0.043;拖曳系数约为(1.30±0.26)×10 3,与他人在该海域的观测结果类似。

基于AR模型的风速时程模拟

本文根据自回归(AR)模型,结合AIC准则进行模型阶数选择,运用FORTRAN语言编制了模拟空间点脉动风速时程的计算程序。通过把模拟功率谱与目标功率谱进行比较,模拟结果表明模拟功率谱与目标功率谱谱吻合较好,基于AR模型模拟风速时程是有效可行的。