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基于改进经验模态分解与BiLSTM神经网络的低矮房屋脉动风压时程预测 被引量：1
1
作者 邱冶 袁有明 伞冰冰 《湖南大学学报(自然科学版)》 北大核心 2025年第3期82-93,共12页
为解决风压测量中传感器数据间歇性缺失问题,提出基于改进经验模态分解算法(IEMD)和双向长短期记忆网络(BiLSTM)的结构表面风压时程预测方法.首先,采用基于软筛分停止准则的改进经验模态分解方法,将风压时程自适应地分解为多个固有模态... 为解决风压测量中传感器数据间歇性缺失问题,提出基于改进经验模态分解算法(IEMD)和双向长短期记忆网络(BiLSTM)的结构表面风压时程预测方法.首先,采用基于软筛分停止准则的改进经验模态分解方法,将风压时程自适应地分解为多个固有模态函数,并通过样本熵对其进行重构获得子序列;其次,针对各子序列完成双向长短期记忆网络的构建、训练及预测,并利用贝叶斯优化(BO)算法对神经网络超参数进行优化;最后,基于低矮房屋风洞测压试验数据进行了风荷载预测,验证了学习模型的有效性.研究表明,与传统预测模型(多层感知器、BiLSTM)相比,基于改进经验模态分解与BiLSTM神经网络的预测模型具有较高的预测精度和计算效率,适用于高斯与非高斯风压信号预测. 展开更多
关键词 低矮房屋 风荷载 深度学习 双向LSTM 改进经验模态分解 贝叶斯优化 时程预测
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基于参数化建模和代理模型的大跨储煤结构气动外形优化研究
2
作者 邱冶 华可 +1 位作者 伞冰冰 危欣 《湖南大学学报(自然科学版)》 北大核心 2025年第11期118-129,共12页
为提升大跨储煤网壳结构的抗风性能,基于NURBS理论的参数化构形方法和代理模型技术,提出自由曲面网壳结构的气动外形优化方法.利用Grasshopper参数化平台和Fortran语言进行程序的二次开发,实现了设计参数调整、模型自动更新和气动响应... 为提升大跨储煤网壳结构的抗风性能,基于NURBS理论的参数化构形方法和代理模型技术,提出自由曲面网壳结构的气动外形优化方法.利用Grasshopper参数化平台和Fortran语言进行程序的二次开发,实现了设计参数调整、模型自动更新和气动响应计算的一体化联动处理,显著提高了优化设计的自动化程度.以NURBS曲线控制点为优化变量,位移响应极值为优化目标,建立了自由曲面网壳结构优化模型.在此基础上,对三心圆柱面和球面储煤网壳结构进行气动外形优化.结果表明:融合参数化建模和Kriging代理模型的气动外形优化方法,通过发掘结构合理的气动外形取得了显著优化效果;0°和30°风向下优化后柱壳结构的位移极值分别下降了32%和18%,球壳的位移极值下降了12%;优化后两种网壳结构的抗风性能均有所改善,且达到降低工程造价的目的,为大跨空间网壳结构的抗风设计选型提供新的途径. 展开更多
关键词 大跨储煤结构 气动外形优化 参数化建模 非均匀有理B样条 代理模型 气动响应
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双向风激励下非对称悬挂结构随机响应的解析解法
3
作者 谢华 葛春雷 +1 位作者 廖驻 葛新广 《广西科技大学学报》 2025年第3期33-40,共8页
针对非对称悬挂结构对风振作用下的敏感性,本文提出了一种解析解法,用于计算其在水平及竖向风激励下的随机响应。首先,基于达朗贝尔原理,建立非对称结构在水平与竖向脉动风激励下的振动方程,并采用实模态振动分解法构建以广义坐标表示... 针对非对称悬挂结构对风振作用下的敏感性,本文提出了一种解析解法,用于计算其在水平及竖向风激励下的随机响应。首先,基于达朗贝尔原理,建立非对称结构在水平与竖向脉动风激励下的振动方程,并采用实模态振动分解法构建以广义坐标表示的风振动方程,通过Midas Civil有限元软件建模并进行动力分析获得实模态振动参数;然后,综合运用复模态法和虚拟激励法推导出非对称悬挂结构节点水平和竖向位移等响应量的统一频域解,并利用功率谱的二次式分解法推导出结构响应量基于Davenport水平风速谱和Panofsky竖向风速谱的偶数阶谱矩和方差的简明解析解;最后,通过算例验证了所提出解析方法的有效性,并研究竖向脉动风荷载对于非对称悬挂结构振动的影响。研究表明,竖向脉动风荷载对于非对称悬挂结构双向振动的影响较大,必须在设计中考虑其影响。 展开更多
关键词 非对称悬挂结构 有限元动力分析法 解析解 双向风振动 二次式分解法
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海上大跨柔性光伏结构体系力学性能分析及设计
4
作者 王晶 李寿英 +4 位作者 薛竣中 陈鹏程 杨天 罗菁 付赛飞 《建筑结构》 北大核心 2025年第20期7-13,共7页
海上大跨度柔性光伏支架的振动特性受多种因素影响,传统单层悬索结构难以满足工程需求。因此提出一种跨径60m新型正反拱光伏结构体系,该体系由光伏板、组件承重索、下部承重索(反拱)、上部稳定索(正拱)、索间撑杆、横梁、立柱及边锚等... 海上大跨度柔性光伏支架的振动特性受多种因素影响,传统单层悬索结构难以满足工程需求。因此提出一种跨径60m新型正反拱光伏结构体系,该体系由光伏板、组件承重索、下部承重索(反拱)、上部稳定索(正拱)、索间撑杆、横梁、立柱及边锚等构件组成。对新体系进行了整体位移、局部构件节点静力及动力特性分析。结果表明:在风压作用下,下部承重索张紧并承担主要载荷,起控制作用,而上部稳定索卸载;在风吸作用下,上部稳定索张紧并承担主要载荷,下部承重索卸载。边立柱主要承受X向侧向力,发挥横向抗弯作用;中立柱主要承受Y、Z向侧向力,发挥竖向抗压和纵向抗弯作用。节点力随荷载、倾角和跨度的增大而增大,其中边立柱的跨径方向分力Fx受影响最大,中立柱的竖向分力Fy和纵向分力Fz受影响显著。动力特性分析表明,正反拱结构的竖向刚度和扭转刚度较小,在风荷载下易产生较大动力响应。因此,建议增设纵向稳定索及稳定立柱,以提高结构整体刚度和阻尼比,增强抗风能力。 展开更多
关键词 海上光伏 大跨度柔性支架 正反拱结构 振动特性 抗风性能 动力特性
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调谐惯性质量阻尼器控制超高层建筑风致响应的改进模型
5
作者 赵玮伟 全涌 《同济大学学报(自然科学版)》 北大核心 2025年第9期1319-1327,1390,共10页
通过在结构1阶模态频响函数中引入等效系数加权来表示较高模态的贡献,构建了计算调谐惯性质量阻尼器(TMDI)控制下超高层建筑风致响应的改进模型。定义相关频率区间内频响函数的H2范数和H∞范数的最大可容忍误差,并获得改进模型中等效系... 通过在结构1阶模态频响函数中引入等效系数加权来表示较高模态的贡献,构建了计算调谐惯性质量阻尼器(TMDI)控制下超高层建筑风致响应的改进模型。定义相关频率区间内频响函数的H2范数和H∞范数的最大可容忍误差,并获得改进模型中等效系数的解析解。以一栋安装了TMDI的实际超高层建筑为例,基于数值模型、广义单自由度模型和改进模型评估TMDI对结构风致响应的控制效果,并分析不同参数对广义单自由度模型和改进模型计算精度的影响。最后,在不同TMDI工况下,分析了3种模型的计算效率。结果表明,改进模型在估计结构的1阶模态响应时比广义单自由度模型更精确,在计算效率方面比数值模型更高效。 展开更多
关键词 调谐惯性质量阻尼器 风振控制 高层建筑 非共振模态
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负刚度惯性阻尼器控制高层结构振动的试验与模拟研究
6
作者 赵玮伟 全涌 《振动与冲击》 北大核心 2025年第2期167-176,共10页
建立了控制多自由度高层建筑风致振动的负刚度惯性调谐阻尼器(negative stiffness-tuned viscous mass damper, NS-TVMD)系统的理论模型,通过3D打印技术设计制造了以齿轮齿条式惯容器元件和预压弹簧式负刚度元件组装而成的NS-TVMD系统,... 建立了控制多自由度高层建筑风致振动的负刚度惯性调谐阻尼器(negative stiffness-tuned viscous mass damper, NS-TVMD)系统的理论模型,通过3D打印技术设计制造了以齿轮齿条式惯容器元件和预压弹簧式负刚度元件组装而成的NS-TVMD系统,并将该系统安装在一个6自由度高层建筑气动弹性模型上进行了风洞试验研究。然后通过数值模拟和试验结果相互验证,并分析得到了NS-TVMD的最优参数。结果表明,准确调谐的NS-TVMD系统比传统调谐惯性黏滞阻尼器系统对高层建筑的风致振动具有更好的控制效果。由于负刚度组件在静态情况下具有高刚度,而在动态情况下具有低刚度,当NS-TVMD系统被调频至受控结构的一阶自振频率附近时,它不仅能有效控制结构的一阶模态响应,还能通过其低动态刚度特性控制结构的高阶模态响应。 展开更多
关键词 惯性阻尼器 负刚度弹簧 风洞试验 风振控制
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直立锁边屋面系统抗风揭承载力与失效机理分析
7
作者 刘桓宇 侯忠明 弓俊青 《中国建筑金属结构》 2025年第23期10-12,共3页
直立锁边铝镁锰合金屋面系统在强风荷载下频发风揭事故,如机场航站楼、体育中心等典型案例,现有研究对失效全过程的监测不足,尤其缺乏锁边节点从材料屈服到整体失稳破坏机制的量化分析。为此,本研究通过静态抗风揭试验,采用超声波雷达... 直立锁边铝镁锰合金屋面系统在强风荷载下频发风揭事故,如机场航站楼、体育中心等典型案例,现有研究对失效全过程的监测不足,尤其缺乏锁边节点从材料屈服到整体失稳破坏机制的量化分析。为此,本研究通过静态抗风揭试验,采用超声波雷达非接触式位移测量技术追踪屋面板变形,结合应变片实时监测锁边区域应力,建立风压-位移-应变耦合响应模型,以0.7 kPa/级的分级加载量化破坏阈值。结果表明:屋面体系极限承载力为7.7 kPa,失效源于锁边-支座节点塑性累积损伤;破坏过程呈现三阶段特征,即弹性阶段(0~3.5 kPa)、塑性过渡阶段(3.5~5.6 kPa,位移增速跃升138%)和失稳阶段(>5.6 kPa);首次捕捉到4.9 kPa荷载下锁边应变停滞现象(速率降68%),此为局部损伤起始标志。提出3.5、4.9、5.6 kPa三级预警阈值,为金属屋面抗风揭设计及监测提供依据。 展开更多
关键词 直立锁边屋面 抗风揭性能 失效机理 静态试验 分级预警
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高速铁路顶端开放式声障内部气动荷载数值模拟研究
8
作者 陈云辉 吕海宇 +1 位作者 伍磊 涂佳黄 《湘潭大学学报(自然科学版)》 2025年第1期24-35,73,共13页
对高速列车通过顶端开放形式的封闭声障产生的气动荷载问题进行数值模拟计算研究.首先将计算结果与文献结果进行对比,验证了求解方案的准确性和实用性,然后分析顶端开放宽度与列车运行速度对流场的压力、风速时空分布的影响.计算结果表... 对高速列车通过顶端开放形式的封闭声障产生的气动荷载问题进行数值模拟计算研究.首先将计算结果与文献结果进行对比,验证了求解方案的准确性和实用性,然后分析顶端开放宽度与列车运行速度对流场的压力、风速时空分布的影响.计算结果表明:顶端开放式声障的内部气动力特性与直立式声障相同,增大开放的宽度有利于控制声障内部测点的风速波动,也能够降低车头/车尾通过带来的湍流效应.另一方面,分析不同宽度和车速声障压力最值的变化,得出测点的压力最值与车速成正比,且与顶端开放宽度呈幂函数的关系.最后,不同顶端开放宽度工况下的风场会发生较大变化,顶端未开放工况下的最大总风速会大于开放工况.该研究结果可为开放式声障气动效应的相关研究以及结构设计提供参考. 展开更多
关键词 高速列车 顶端开放式声障 气动荷载 重叠网格 计算流体动力学
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大跨钢屋面及屋面光伏抗强台风关键技术的研究
9
作者 徐慷 王元清 +3 位作者 辛志勇 周萌 钟齐鸿 李伟 《钢结构(中英文)》 2025年第10期22-33,共12页
抗风性能和安全可靠度是强台风地区金属屋面的研究重点,钢板屋面抗风承载力强且经济环保,但相对铝镁锰屋面和不锈钢屋面的抗风研究薄弱。以深圳冰雪世界大跨屋面项目为例,基于钢屋面和光伏系统的抗风传力途径,阐述了增强型光伏组件、增... 抗风性能和安全可靠度是强台风地区金属屋面的研究重点,钢板屋面抗风承载力强且经济环保,但相对铝镁锰屋面和不锈钢屋面的抗风研究薄弱。以深圳冰雪世界大跨屋面项目为例,基于钢屋面和光伏系统的抗风传力途径,阐述了增强型光伏组件、增强型抗风夹和增强型固定座等关键受力构件的测试研发过程。通过对钢屋面和光伏系统抗风揭试验,研究钢屋面荷载-应力和荷载-位移曲线,采集分析试验数据和破坏状态,量化了影响因子对上述抗风构造承载力的贡献水平。 展开更多
关键词 增强型光伏组件 增强型抗风夹 增强型固定座 拉拔测试 抗风揭试验
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角部处理对三角形高层建筑风荷载特性的影响
10
作者 闫艺淋 闫铂 +1 位作者 吴宇奇 梁凯 《建筑安全》 2025年第4期61-64,共4页
角部处理是改变建筑造型的重要措施。以圆角率为0和圆角率为5%的三角形模型为例,利用ANSYS有限元分析的方法研究圆角处理对三角形高层建筑的风荷载特性的影响,并对模拟结果进行对比分析。结果表明:在风压方面,圆角率为5%的模型无论是在... 角部处理是改变建筑造型的重要措施。以圆角率为0和圆角率为5%的三角形模型为例,利用ANSYS有限元分析的方法研究圆角处理对三角形高层建筑的风荷载特性的影响,并对模拟结果进行对比分析。结果表明:在风压方面,圆角率为5%的模型无论是在迎风面还是背风面,都会受到更小的风荷载冲击,并且可以在降低风带来的吸力效应的同时减少漩涡的出现;在风速方面,即使都会出现“挂耳”现象,但圆角率为5%的模型会降低风流场环境的复杂性,风速值的变化幅度减小;在速度矢量方面,圆角率为5%的模型由于其圆角的设计,相较尖角会更温和,风速会降低,向两侧分流的风也会减少。 展开更多
关键词 高层建筑 圆角三角形 数值模拟 风荷载特性
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台风动力作用下大跨度航站楼屋盖连续风揭形态及机理研究 被引量：1
11
作者 刘凌峰 柯世堂 +3 位作者 任贺贺 吴鸿鑫 李文杰 田文鑫 《振动工程学报》 北大核心 2025年第3期539-549,共11页
大跨度航站楼屋盖的风揭作用是影响其结构安全的重要因素之一,现有研究仅考虑了良态风气候和静力风荷载作用,难以解释强台风动力荷载作用下屋盖结构的真实风揭形态与发生机制。鉴于此,本文基于WRF、CFD和LS/DYNA开展了台风作用下大跨度... 大跨度航站楼屋盖的风揭作用是影响其结构安全的重要因素之一,现有研究仅考虑了良态风气候和静力风荷载作用,难以解释强台风动力荷载作用下屋盖结构的真实风揭形态与发生机制。鉴于此,本文基于WRF、CFD和LS/DYNA开展了台风作用下大跨度航站楼连续风揭破坏全过程数值模拟。开展台风“黑格比”风场模拟,并以某国际机场航站楼为例,模拟台风作用下航站楼屋面连续风揭全过程,对比分析不同风向角下屋盖的风揭破坏形态及风损率,揭示了台风作用下大跨度航站楼风揭破坏机理。结果表明,航站楼屋盖迎风边缘极值风压较大,上吸下压作用明显,最大风压系数差值为12.41;达到临界风速时,屋盖迎风边缘局部被风揭起,随着风速增大,引发“连锁效应”,导致屋面连续风揭破坏,屋面撕裂方向与来流方向一致;基于屋面单元失效前后内能变化规律给出能量失效指标K,可用于指导大跨度航站楼屋盖抗风揭设计。 展开更多
关键词 大跨度航站楼 连续风揭形态 台风 破坏机理
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考虑台风效应的金属屋面系统全寿命期疲劳损伤估计 被引量：3
12
作者 宣颖 张乐乐 谢壮宁 《工程力学》 北大核心 2025年第1期189-198,共10页
评估金属屋面设计使用寿命年限内的累积损伤程度是抗风设计的重要环节,该文提出一种用于台风多发区域金属屋面系统全寿命期风致疲劳损伤的估计方法,该方法结合风洞测压试验数据和基于台风MonteCarlo模拟所得风速风向分布模型,采用有限... 评估金属屋面设计使用寿命年限内的累积损伤程度是抗风设计的重要环节,该文提出一种用于台风多发区域金属屋面系统全寿命期风致疲劳损伤的估计方法,该方法结合风洞测压试验数据和基于台风MonteCarlo模拟所得风速风向分布模型,采用有限元数值模拟方法进行荷载应力分析,提取金属屋面板块疲劳热点处荷载应力关系,从而获得应力时程数据,通过雨流计数法统计应力循环数,并根据Goodman应力修正法则和Miner疲劳线性累积损伤理论,计算得到金属屋面系统在全寿命期的疲劳累积损伤情况;利用台风等效序列进行加载,以动态物理压力箱试验验证数值模拟方法有效性为基础,将该文方法应用于位于东南沿海的某大跨度圆柱形金属屋面的疲劳累积损伤估计。结果显示:金属屋面全寿命期风致疲劳损伤不仅与风压分布存在一定相关性,也与建筑物所在地区的极值风速分布和主导风向存在相关性,评估全寿命期风致疲劳损伤应结合风洞测压试验结果和建筑物所在地风速风向分布模型进行综合分析;对于更易出现疲劳破坏的屋面角区和边缘部位的高负压区域,量化分析局部加密角区和边缘部位檩距对风致疲劳损伤的影响。 展开更多
关键词 金属屋面板 有限元分析 风洞试验 风致疲劳损伤 台风模型
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桅杆结构随机风振疲劳研究 被引量：27
13
作者 邓洪洲 屠海明 王肇民 《土木工程学报》 EI CSCD 北大核心 2003年第4期19-23,共5页
桅杆结构随机风振疲劳是宽带随机疲劳过程。本文基于结构宽带随机疲劳理论 ,给出桅杆结构随机风振疲劳分析方法。结合桅杆模型风洞试验结果 ,得出桅杆结构宽带随机疲劳分析的谱宽参数ε和修正系数λ。最后 ,通过一个工程算例 ,进一步给... 桅杆结构随机风振疲劳是宽带随机疲劳过程。本文基于结构宽带随机疲劳理论 ,给出桅杆结构随机风振疲劳分析方法。结合桅杆模型风洞试验结果 ,得出桅杆结构宽带随机疲劳分析的谱宽参数ε和修正系数λ。最后 ,通过一个工程算例 ,进一步给出用等效应力法、等效窄带法及雨流法计算桅杆结构风振疲劳分析过程 。 展开更多
关键词 桅杆结构 风振疲劳 宽带随机过程 宽带疲劳分析 风洞试验
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某超高层结构三种风振控制方法的对比研究 被引量：11
14
作者 周云 汪大洋 +1 位作者 邓雪松 陈麟 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2009年第2期16-21,共6页
以某超高层结构的风振控制为研究对象,阐述了风荷载的动力特性,利用改进的自回归模型模拟了X和Y两个方向的脉动风荷载时程,针对该工程的自身特点提出了设置粘滞阻尼器和调频质量阻尼器(Ⅱ)、设置粘滞阻尼器(Ⅲ)、设置调频质量阻尼器(Ⅳ... 以某超高层结构的风振控制为研究对象,阐述了风荷载的动力特性,利用改进的自回归模型模拟了X和Y两个方向的脉动风荷载时程,针对该工程的自身特点提出了设置粘滞阻尼器和调频质量阻尼器(Ⅱ)、设置粘滞阻尼器(Ⅲ)、设置调频质量阻尼器(Ⅳ)的三种减振控制方案。在10年、50年和100年一遇三种风振作用下,对该工程进行了不同风振方向和不同控制方案下的风振控制动力分析。对比分析了不同方案下的控制效果,结果表明控制方案Ⅱ、Ⅲ具有大量耗散风振输入能量、有效衰减结构动力响应、降低风振作用下结构层加速度和层间侧移沿高度方向突变的能力,可减小结构顶层位移和加速度响应的最大幅度分别为33%和51.4%,证明了所提控制方案对于抑制结构风致振动、提高结构安全和舒适使用性能的可行性和有效性。最后依据分析结果对超高层结构体系风振控制的分析与设计提出了建议。 展开更多
关键词 超高层结构 风振控制 AR模型 粘滞阻尼器 调谐质量阻尼器
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Gumbel分布的基本风压计算与分析 被引量：12
15
作者 张延年 王元清 +2 位作者 张勇 石永久 李宁 《土木建筑与环境工程》 CSCD 北大核心 2012年第2期27-31,共5页
统计了中国159个代表性城市在1951—2008年的历年最大风速值,采用Gumbel分布进行统计分析并对其参数进行估算。用矩法和耿贝尔法分别计算出重现期为10、50、100a的基本风压值,并采用柯尔莫哥洛夫检验法进行检验,最后与规范取值进行对比... 统计了中国159个代表性城市在1951—2008年的历年最大风速值,采用Gumbel分布进行统计分析并对其参数进行估算。用矩法和耿贝尔法分别计算出重现期为10、50、100a的基本风压值,并采用柯尔莫哥洛夫检验法进行检验,最后与规范取值进行对比分析。结果表明,当采用Gumbel分布对中国各地区的最大风速年极值进行统计时,耿贝尔法比矩法拟合效果好;重现期为10、50、100a的基本风压值对比分析表明,《建筑结构荷载规范》(GB 50009)的基本风压值与采用近58a的历年最大风速值计算的基本分压值相比存在较大差异,表明规范计算的采样数据少,取值已经不能真实反映中国的基本风压情况,建议进行相应修订。 展开更多
关键词 基本风压值 风荷载模型 耿贝尔法 柯尔莫哥洛夫检测
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台风边缘/中心区域经历平坦地貌时平均风剖面特性 被引量：8
16
作者 赵林 潘晶晶 +3 位作者 梁旭东 宋丽莉 朱乐东 葛耀君 《土木工程学报》 EI CSCD 北大核心 2016年第8期45-52,共8页
利用浙江沿海东海塘观测塔(120m高),实测得到3次强台风(海棠Haitang 0505、麦莎Matsa 0509和卡努Khanun0515)登陆时段距地面5个不同高度处平均风速记录资料。统计表明平均风剖面幂指数登陆前变化均非常剧烈,登陆后则趋于平稳;实测场地(... 利用浙江沿海东海塘观测塔(120m高),实测得到3次强台风(海棠Haitang 0505、麦莎Matsa 0509和卡努Khanun0515)登陆时段距地面5个不同高度处平均风速记录资料。统计表明平均风剖面幂指数登陆前变化均非常剧烈,登陆后则趋于平稳;实测场地(近A类场地条件)多数情况台风的风剖面幂指数均大于规范规定值0.12,仅在台风中心经过观测塔较短时间内取值小于规范建议值;当观测塔始终位于台风影响外围区时,平均风剖面幂指数随着台风中心与观测塔距离的增大而缓慢减小;当观测塔穿过台风中心时,平均风剖面幂指数随着台风中心与观测塔距离的增大而增大,同时,台风登陆后,观测塔所在地的平均风速逐渐减小,而平均风剖面幂指数却逐渐增大。 展开更多
关键词 强台风 平均风 风剖面幂指数 台风边缘/中心区域
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我国东南沿海台风极值风速预测与区划图构建 被引量：10
17
作者 方根深 Weichiang Pang +2 位作者 赵林 曹曙阳 葛耀君 《土木工程学报》 EI CSCD 北大核心 2021年第7期43-53,共11页
中国沿海是全球受台风灾害最严重的区域之一,获取台风极值风速对指导沿海土木工程结构抗风设计、防灾减灾和风险评估至关重要,中国现有抗风设计体系未单独设定台风极值风荷载。文章提出基于地理加权回归的台风模拟方法,主要包括台风路... 中国沿海是全球受台风灾害最严重的区域之一,获取台风极值风速对指导沿海土木工程结构抗风设计、防灾减灾和风险评估至关重要,中国现有抗风设计体系未单独设定台风极值风荷载。文章提出基于地理加权回归的台风模拟方法,主要包括台风路径、强度和风场参数递推模型,基于日本气象局1951~2015年历史台风最佳路径数据,开了西北太平洋地区台风局部路径和全路径随机模拟,结合台风边界层三维风场模型,预测不同工程场地的极值风速,率先完整创建我国沿海区域台风极值风速区划图并讨论台风风灾空间分布特点;面向不同建筑结构设计需求,形成台风风灾曲线和极值风速剖面数据库,为沿海建筑结构抗台风设计提供极值风荷载输入条件,推进我国结构抗风理论体系从传统良态风向台风的跨越。 展开更多
关键词 台风 极值风速 结构抗风 随机模拟 风灾
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几种非平稳分析方法对非平稳风力时程的比较分析 被引量：7
18
作者 赵杨 曹曙阳 +3 位作者 武岳 Tamura Yukio 段忠东 Ozono S. 《土木工程学报》 EI CSCD 北大核心 2011年第9期51-57,共7页
非平稳信号的分析方法是信号分析领域中的一个重要问题。本文以风洞试验获得的非平稳风压信号和升力系数信号为研究对象,分别采用短时傅里叶变换、Wigner-Ville分布,小波变换方法和Hilbert-Huang变换(HHT)方法对信号进行时频分析。分析... 非平稳信号的分析方法是信号分析领域中的一个重要问题。本文以风洞试验获得的非平稳风压信号和升力系数信号为研究对象,分别采用短时傅里叶变换、Wigner-Ville分布,小波变换方法和Hilbert-Huang变换(HHT)方法对信号进行时频分析。分析结果表明,由于短时傅里叶变换、Wigner-Ville分布,小波变换方法都是基于傅里叶变换,因此,得到的频谱特性都大致相同,只是在分析的精细程度上有所差异;HHT方法可以获得有意义的瞬时频率,从而给出频率随时间变化的精确表达,信号最终被表示为时频平面上的能量分布,成为Hilbert谱,该方法适用于分析生活中普遍存在的大量频率随时间变化的非线性、非平稳信号,可将复杂的信号直接分离成从高频到低频的若干阶固有模态函数。另一方面,无论用哪一种分析方法都可以看出,风速和风压信号的能量大多分布在低频部分,高频部分所占比例很少,而升力信号的能量大多分布在高频部分,低频部分所占比例很少。本文采用HHT方法提取起控制作用的信号主成分。 展开更多
关键词 非平稳信号 希尔伯特-黄 短时傅里叶变换 Wigner-Vill分布 小波变换
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利用HHT方法对非平稳风力的时频分析 被引量：7
19
作者 赵杨 武岳 +3 位作者 曹曙阳 段忠东 Yukio Tamura S. Ozono 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2011年第2期5-9,14,共6页
非平稳信号的分析方法是信号分析领域中的一个重要问题。以风洞试验获得的非平稳风压信号和升力系数信号为研究对象,采用HHT方法对信号进行时频分析。HHT(Hilbert-Huang transform)方法可以获得有意义的瞬时频率,从而给出频率随时间变... 非平稳信号的分析方法是信号分析领域中的一个重要问题。以风洞试验获得的非平稳风压信号和升力系数信号为研究对象,采用HHT方法对信号进行时频分析。HHT(Hilbert-Huang transform)方法可以获得有意义的瞬时频率,从而给出频率随时间变化的精确表达;信号最终被表示为时频平面上的能量分布,成为Hilbert谱;该方法适用于分析生活中普遍存在的大量频率随时间变化的非线性、非平稳信号,可将复杂的信号直接分离成从高频到低频的若干阶固有模态函数。分析结果虽然没有表现出明显的频谱分布特性,但与以往HHT分析结果提取的固有模态函数不同,如果对该试验获得的非平稳信号提取的固有模态是低频部分的残余信号,忽略其他高频信号,则风压时程和升力系数时程的残余信号曲线就可以分别回归为一个线性函数和一个正弦函数。这也说明,该非平稳信号的主成分仍然是由平稳信号组成的,可以用分析平稳信号的方法进行时程分析。 展开更多
关键词 非平稳信号 希尔伯特-黄 经验模态分解法 固有模态函数 时程分析
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基于实测数据的西北地区风电场风场及尾流特性分析 被引量：9
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作者 李万润 栾雪涛 +2 位作者 王雪平 杜永峰 李爱群 《东南大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第4期699-705,共7页
基于西北地区某风电场2015—2016年的风速风向实测数据,分析了风电场风塔的尾流特性,并与现有风力机尾流模型进行了对比分析.在此基础上,对在远尾流场作用下的风速风向、湍流强度、湍流积分尺度、概率密度分布等风场特性进行了详细分析... 基于西北地区某风电场2015—2016年的风速风向实测数据,分析了风电场风塔的尾流特性,并与现有风力机尾流模型进行了对比分析.在此基础上,对在远尾流场作用下的风速风向、湍流强度、湍流积分尺度、概率密度分布等风场特性进行了详细分析.研究结果表明:现有的Jensen模型、Park-Gauss模型与实际工程中多个尾流作用下的风电场尾流特性存在差异.在多风向多尾流叠加作用下,当风速大于10 m/s时,各风塔湍流强度随着平均风速的增长呈增大趋势,风电场内部风塔湍流强度在低湍流段更加集中,外围风塔湍流强度随平均风速的增大速率略快于内部风塔,而湍流积分尺度随平均风速的增大程度总体慢于内部风塔,且外围风塔实测风速更加接近高斯分布. 展开更多
关键词 实测数据 风场特性 尾流特性 风塔 湍流强度
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