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《多点脉动风速时程的随机模拟分析》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。
1、BridgeandCulvertEngineering桥涵工程文章编号:1673-4874(2009)05-0061-005多点脉动风速时程的随机模拟分析123赵景琦,白鑫,姜浩(11大庆油田有限责任公司,黑龙江大庆163453;21北京建达道桥咨询有限公司,北京100101;31交通部公路科学研究院,北京100088)摘要:有效的模拟脉动风速时程是进行桥梁风致振动分析的前提。文章采用线性滤波法,建立了脉动风速时程的AR模型,并结合AIC准则有效确定模型阶数,编辑出脉动风速时程模拟程序。通过具体工程的算例分析,验证了该脉动风速时程模拟的可行性与有
2、效性。关键词:脉动风速;数值模拟;相关性;AR模型中图分类号:U44215文献标识码:ATheRandomSimulationAnalysisonMultipointImpulseWindSpeedInterval123ZHAOJing2qi,BAIXin,JIANGHao(11DaqingOilfieldLtd.Daqing,Heilongjiang,163453;21BeijingJiandaDaoqiaoConsultingLtd.,Beijing,100101;31HighwayScientificResearchInstitute,Mi
3、nistryofCommunication,Beijing,100088)Abstract:Effectivesimulateimpulsewindspeedtimeintervalisaprerequisitetoan2alyzethewind2inducedvibrationofbridgestructures.Usingthelinearfiltermeth2od,thearticlebuildsanARmodelwithAICruletocalculatethemodelorderandeditasimulationprogram.Thr
4、oughtheanalysisonsomeparticularconstructions,thefeasibilityandefficiencyofthissimulationmodelisverified.KeyWords:Impulsewindspeed;Numericalsimulation;Correlation;ARmodel.0引言我国的跨海桥梁建设刚刚拉开帷幕,跨海大桥不断朝着更大的跨度努力。大跨桥梁结构是一种风敏感结构,如何快速、有效的模拟脉动风2009年第5期总第23期61BridgeandCulvertEngineering桥
5、涵工程n速时程,则是进行桥梁风致振动分析的前提。作用1Rii(t1,t2)=E[xi(t1)yi(t2)]=lim∑xi,kn→∞nk=1在桥梁结构脉动风一般认为是零均值、各态历经的(t1),k(t2)(3)平稳随机过程。人工模拟的脉动风速时程具有广式中,xi,k(t1)表示xi(t1)的第K个抽样函数。泛的适应性和一般性,可以满足某些统计特性的任当i=j时,Rii(t1,t2)为自相关函数。xi(t)、意性。而且由于随机过程的模拟是从大量实际记xj(t)为平稳随机过程时,上式成为:录的统计特性出发,比单一实际记录更具有代表性n[1-4]1和统计
6、性,因而被广泛采用。一般常用的模拟Rii(τ)=E[xi(t)xi(t+τ)]=lim∑xi,kn→∞nk=1方法有:谐波叠加法和线性滤波法,前者不能考虑(t)x1,k(t+τ)(4)时间相关性,且谐波频率必须均匀分布,模拟曲线互功率谱密度函数由下式定义:[5]势必是周期性,而线性滤波法线性滤波器法(AR∞1-iωt法)则具有计算量小、计算简捷、占用计算机内存少Sij(ω)=2π∫Rii(τ)edτ(5)-∞的优点,且模拟出来的风速时程与实际风速时程更当i=j时,Sij(ω)为功率谱密度函数。吻合。本文采用线性滤波法,建立了AR模型,结合多个平稳
7、随机过程xi(t);i=1,2,⋯,m的互AIC准则确定模型阶数,用Matlab711编辑程序对相关性,用互相关矩阵表示脉动风速时程进行模拟。R11(τ)R12(τ)⋯,R1m(τ)R21(τ)R22(τ)⋯,R2m(τ)1相关函数和功率谱的变换[6-10]R(τ)=⋯⋯⋯Rm1(τ)Rm2(τ)⋯,Rmm(τ)随机序列的自相关函数反映该序列在相隔m(6)点时波形的相似程度,通过对该过程样本函数的自同样的,互功率谱密度矩阵可以由下式给出:相关函数Rx(τ)进行傅立叶变换得到解决。S11(ω)S12(ω)⋯,S1m(ω)∞Sx(ω)=1Rx(τ)e
8、-iωtdτ(1)S21(ω)S22(ω)⋯,S2m(ω)2π∫S(ω)=(7)-∞⋯⋯⋯∞根据逆变换RiωtSm1(ω)Sm2(ω)⋯
