基于连续型风速风向联合概率分布的风致结构疲劳分析方法研究

结合连续型风速风向联合概率密度函数和等效窄带法,推导了连续积分形式的风致结构疲劳寿命估算公式,并将其与区格离散形式的疲劳寿命估算公式做了比较。详细介绍了风速风向联合概率密度函数、风速边缘分布函数和风向边缘分布函数模型,以及模型参数的计算方法。最后选取钢天线实例工程模型,通过拟合实测风速资料,获得风速风向联合概率密度函数。再选择不同截面处关键点位置,估算出对应关键点疲劳寿命,取最小值为结构的风致疲劳寿命。结果验证了连续积分形式的疲劳寿命估算公式的合理性。

基于乘法定理和AL模型的风速风向联合概率分布的研究及应用

该文开展了风速风向联合概率分布的研究,以大理地区1971年~2017年47年间的风速日值数据资料为例,选用乘法定理和AL模型两种方法建立该地区风速风向联合概率分布。首先,对各风向以及全风向风速数据的最优概率分布进行研究;其次,分别基于谐波函数和混合von Mises分布对风向的概率密度进行拟合,并进一步基于乘法定理和Angular-Linear(AL)模型推导得出了风速风向联合概率密度函数;最后,对大理地区50年重现期内的极值风速进行预测。研究结果表明:Gumbel分布能更好地描述大理地区的风速分布规律,通过AL模型获得的风速风向联合概率密度函数明显优于基于乘法定理得到的联合概率密度函数;而忽略风向的影响将明显高估大理地区的极值风速。

基于风速风向联合概率的输电线路漂浮物故障风险评估

近年来,我国国民经济逐渐获得了高速的发展,相应的逐渐提高了电网的可靠性要求,输电线路的风险评估、健康状态和控制在一定程度上将会直接影响到电网的运行的安全性、可靠性。但是,线路漂浮物会对电网的安全运行造成显著威胁。根据研究显示,在总跳闸事故中35~500 kV输电线路发生漂浮物跳闸事故占7.2%,其中引发的停车事故率高达56.8%,并且在经济发达地区因大风吹起漂浮物所造成的线路故障率较高,为解除安全隐患,输电部门需要致力于清除输电走廊的漂浮物。

结合风向分布的新疆西北地区极值风速变化研究——以博尔塔拉蒙古自治州富蕴县为例

本文基于Copula函数建立联合分布的方法,以新疆西北地区富蕴县的数据为例,研究考虑风向的极值风速概率分布。首先,利用非参数核密度估计模型对极值风速概率密度进行研究,选择高斯核密度和Scott无偏交叉验证法建立的模型对该地风速分布拟合效果优于传统威布尔分布和广义极值分布;其次,运用von Mises分布对风向变化规律进行拟合,4阶的von Mises分布对该地风向分布的拟合效果优于2阶、3阶模型;最后,建立基于Frank-Copula函数的风速风向联合概率密度函数,分析表明研究风速分布时考虑风向的作用是十分必要的。另外,利用模型对富蕴县50年重现期的极值风速和风能密度预测,结果发现未来南部方向的风速较小,达到12.051m/s,对应的风能密度较小,北部偏东和偏西两个方向的风速较大,最大风速达到32.548m/s,对应的风能密度也较大。如果不考虑风向的影响会导致高估该地区风速,对应风能密度的预测也存在较大差异。与传统的风速模型相比,本文提出的Frank-Copula模型的研究结果对预测富蕴县风速有一定的参考价值,同时也对研究其他地区风速分布提供了新思路。