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风时程模拟的高效高精度混合法 被引量：17
1
作者 马骏 周岱 +1 位作者 李磊 赵尧军 《工程力学》 EI CSCD 北大核心 2009年第2期53-59,77,共8页
结合谐波叠加法(Weighted Amplitude Wave Superposition,WAWS)和自回归方法(Auto Regressive,AR)的优点,提出高效高精度新型混合法。在频域上开窗,将计算定义域划分为局部定义域。推导了应用于AR方法的Levison-Durbin矩阵递推公式,提... 结合谐波叠加法(Weighted Amplitude Wave Superposition,WAWS)和自回归方法(Auto Regressive,AR)的优点,提出高效高精度新型混合法。在频域上开窗,将计算定义域划分为局部定义域。推导了应用于AR方法的Levison-Durbin矩阵递推公式,提出利用ACI准则判断最佳回归阶次。利用该混合法对大跨空间结构风速时程进行模拟。计算显示在保证计算精度下,该方法风速时程的模拟效率是谐波叠加法的数十倍;计算精度与自回归方法相比亦显著提高,且易于收敛。 展开更多
关键词 空间结构 风时程 谐波叠加法 自回归法 混合法 模拟
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江顺大桥风致抖振响应及斜拉索疲劳损伤分析 被引量：8
2
作者 韩艳 刘跃飞 +1 位作者 刘志文 蔡春声 《长沙理工大学学报（自然科学版）》 CAS 2016年第3期50-57,共8页
大跨度斜拉桥在脉动风荷载作用下拉索的疲劳损伤问题不容忽视。以江顺大桥为研究对象,进行了考虑静风平衡的抖振响应及拉索疲劳损伤分析。首先通过谐波合成法合成了桥址处的脉动风速,在综合考虑桥梁的几何非线性与风荷载非线性的基础上... 大跨度斜拉桥在脉动风荷载作用下拉索的疲劳损伤问题不容忽视。以江顺大桥为研究对象,进行了考虑静风平衡的抖振响应及拉索疲劳损伤分析。首先通过谐波合成法合成了桥址处的脉动风速,在综合考虑桥梁的几何非线性与风荷载非线性的基础上,运用ANSYS软件进行了桥梁结构的风致抖振响应分析;然后利用MATLAB软件编制的雨流计数法程序对拉索单元的应力时程进行数据统计,得到拉索单元的应力幅值及对应的循环次数;最后基于Miner线性累计损伤原理对关键位置拉索进行疲劳损伤研究,分析了风参数对拉索疲劳损伤的影响。研究结果表明,疲劳损伤最大的拉索为背风侧的跨中长拉索;风速与风攻角越大,拉索疲劳损伤也越大。 展开更多
关键词 斜拉索 谐波合成法 抖振响应分析 雨流计数法 疲劳损伤
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高层建筑风场的脉动风速时程模拟 被引量：6
3
作者 张冬兵 梁枢果 +1 位作者 韩银全 彭德喜 《兰州理工大学学报》 CAS 北大核心 2008年第3期127-130,共4页
采用经过FFT算法改进的谐波叠加法(WAWS)及自回归(AR)模型的线性滤波法对实际工程进行脉动风速时程模拟.对2种算法所模拟的风速时程进行分析,结果显示了风速功率谱及相关函数的特性,分析结果说明AR模型中模型阶次及时间步长对风速时程... 采用经过FFT算法改进的谐波叠加法(WAWS)及自回归(AR)模型的线性滤波法对实际工程进行脉动风速时程模拟.对2种算法所模拟的风速时程进行分析,结果显示了风速功率谱及相关函数的特性,分析结果说明AR模型中模型阶次及时间步长对风速时程产生较大影响.根据结构的有限元动力分析,采用能量相等的原则,即使结构固有频率段内的目标谱和模拟谱能量相等,对风速时程进行修正,使模拟风速时程更趋合理. 展开更多
关键词 脉动风速时程 谐波叠加法 线性滤波法 功率谱
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高层建筑结构随机风速场的数值模拟及风振控制 被引量：4
4
作者 汪权 王建国 张鸣祥 《建筑科学与工程学报》 CAS 2011年第2期32-37,共6页
基于Davenport脉动风速谱,并考虑竖向相关性、平稳性的多变量随机过程,采用经过快速傅里叶变换算法改进的谐波叠加法对高层建筑结构进行脉动风速时程模拟,生成具有随机性的脉动风速时程曲线和风速功率谱密度函数。以76层306 m高钢筋混... 基于Davenport脉动风速谱,并考虑竖向相关性、平稳性的多变量随机过程,采用经过快速傅里叶变换算法改进的谐波叠加法对高层建筑结构进行脉动风速时程模拟,生成具有随机性的脉动风速时程曲线和风速功率谱密度函数。以76层306 m高钢筋混凝土结构风振Benchmark模型为研究对象,通过改进的谐波叠加法得出了结构在模拟脉动风荷载作用下的被动TMD控制和主动LQG控制的控制结果。研究结果表明:经过快速傅里叶变换算法改进的谐波叠加法具有很高的计算精度和效率。 展开更多
关键词 脉动风 随机风速场 谐波叠加法 数值模拟 高层建筑 风振控制
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谐波合成法脉动风模拟时间步长的取值 被引量：11
5
作者 张军锋 涂保中 +2 位作者 刘庆帅 杨军辉 李会知 《重庆交通大学学报（自然科学版）》 CAS CSCD 北大核心 2020年第2期62-68,117,共8页
为明确基于FFT技术的谐波合成法(WAWS)中各参数的取值原则,尤其关注时间步长Δt以及对后续动力计算结果的影响,针对单自由度弹簧振子模型和某变电站避雷针高耸结构,采用多种参数进行脉动风时程模拟和时程动力计算,经结果对比和WAWS原理... 为明确基于FFT技术的谐波合成法(WAWS)中各参数的取值原则,尤其关注时间步长Δt以及对后续动力计算结果的影响,针对单自由度弹簧振子模型和某变电站避雷针高耸结构,采用多种参数进行脉动风时程模拟和时程动力计算,经结果对比和WAWS原理分析,并结合风谱和模态力谱特征,给出WAWS的参数,包括截止频率f u、周期T 0、频率点N时频点比值M/N和时间步长Δt的取值原则。研究结果表明:基于单索引频率的WAWS进行随机场模拟时,如果时频点比值取常用值M/N=2,最大频率f u对应谐波的每个周期里只有两个时间点,得到的折线无法准确再现原余弦曲线的模拟目标,并且对应的Δt可能在动力时程计算无法准确计入结构的共振效应;为使动力计算准确计入共振效应,可通过增加截止频率f u和M/N来减小Δt,并且增加f u或增加M/N的效果一致;弹簧振子模型对Δt的要求最为苛刻,其Δt可作为普通结构的上限,普通结构对Δt的具体取值,可以上限值为指导再通过试算合理确定。 展开更多
关键词 桥梁工程 谐波合成法 脉动风场 截止频率 时频点比值 时间步长 共振效应
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跨海桥梁随机非平稳风浪同步模拟方法 被引量：1
6
作者 孟思博 丁阳 《天津大学学报（自然科学与工程技术版）》 EI CSCD 北大核心 2020年第10期1045-1052,共8页
大跨度跨海桥梁会同时遭受风和波浪等复杂环境激励作用,需要在生命周期内考虑其安全性,首要问题是进行正确的随机风和波浪模拟.为同时考虑风浪相关性、风浪非平稳特性和风速空间相干性,首先,本文基于风浪联合功率谱模型,采用谐波合成法... 大跨度跨海桥梁会同时遭受风和波浪等复杂环境激励作用,需要在生命周期内考虑其安全性,首要问题是进行正确的随机风和波浪模拟.为同时考虑风浪相关性、风浪非平稳特性和风速空间相干性,首先,本文基于风浪联合功率谱模型,采用谐波合成法和演化谱理论建立了随机非平稳风浪同步模拟方法;然后,采用所建方法,针对某大跨度桥梁进行了随机非平稳风浪同步模拟,给出了桥梁关键位置风速和波高时程样本,对比了模拟谱和目标谱,验证了所建方法的正确性;最后,针对此大跨度桥梁进行了风浪联合作用下的动力响应分析,比较了传统方法和本文方法得出的桥梁关键位置抖振力和波浪力,并对比了两种方法的位移结果.研究表明:本文方法可以同时考虑风浪相关性、风浪非平稳特性和风速空间相干性,实现随机非平稳风浪同步模拟,且具有良好的模拟精度;当随机模拟数组取值相同时,风浪相关性对风速和波高时程样本的影响与模拟点距离有关,总体上看,其对风速时程样本影响较小,对波高时程样本影响较大,进而对桥塔水下结构横向位移影响显著,所分析工况下变化率绝对值极值可达71.0%;风浪非平稳特性对桥梁水上和水下结构响应的影响均十分显著,因此进行随机非平稳风浪同步模拟具有合理性和必要性. 展开更多
关键词 跨海桥梁 随机风浪 谐波合成法 非平稳过程 风浪相关性
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