风向风速的联合概率结构建模

风向和风速的联合分布模型是结构工程和风能研究领域的重要参数,但两者的相关性等致使模型建立困难。基于乘法定理导出离散-连续混合联合分布模型,明确各项的物理和数学意义,并指出将风向风速离散-连续混合联合分布模型与2维连续联合分布模型建立联系的可能性。以重庆市日极值风数据为对象,导出风速条件密度变换解,计算出各风向上的数值解,并与经验累积分布函数比较验证数值解的准确性;然后引入混合概率密度函数对数值解进行拟合,建立风速条件概率密度的两分量混合模型,较单一概率分布模型有明显改善;将风速条件概率密度与风向频度函数相联合即可获得风向风速的离散-连续混合联合分布模型。为建立风向风速的2维连续联合分布模型,首先由风向频度函数和风向角概率直方图之间的联系确定风向角的概率直方图,再经拟合给出风向角的混合分布模型;类似地,由曲线拟合亦可获得风速混合模型中各参数与风向角的关系式,从而建立统一的风速条件概率密度模型;将两者结合起来,即为风向风速的2维连续联合分布模型。

滑坡概率分析中降雨的联合概率结构

降雨是降雨型滑坡概率分析和预测的主要输入,以日降雨量和累计降雨量为重庆市降雨的控制参量,建立两者的联合概率模型,为后续分析提供基础。沿用滑坡分析中常用的处理方式,将日降雨量划分等级转化为离散变量,将累计降雨量视为连续随机变量。然后,导出了离散变量和连续变量的联合概率模型,并发展了条件密度变换解及其Diracδ函数序列逼近。将之用于重庆市累计降雨量的条件密度函数计算,并验证了计算结果的合理性。由于累计降雨量条件密度函数的复杂性,引入混合分布模型对其进行数学建模,形式不太复杂且精度比较理想。最后,结合日降雨等级频度函数与累计降雨量条件概率密度模型建立了联合概率模型。