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非高斯风压峰值因子估计:基于矩的转换过程法的对比研究 被引量：8
1
作者 林强 刘敏 +2 位作者 杨庆山 吴凤波 黄国庆 《工程力学》 EI CSCD 北大核心 2020年第4期78-86,共9页
建筑围护结构抗风设计需要准确估计非高斯风压极值或者峰值因子。对于非高斯风压峰值因子估计,常用的基于矩的转换过程法有Hermite多项式模型(HPM)、Johnson转换模型(JTM)及平移广义对数正态分布(SGLD)模型。极值通常由母本概率密度函数... 建筑围护结构抗风设计需要准确估计非高斯风压极值或者峰值因子。对于非高斯风压峰值因子估计,常用的基于矩的转换过程法有Hermite多项式模型(HPM)、Johnson转换模型(JTM)及平移广义对数正态分布(SGLD)模型。极值通常由母本概率密度函数(PDF)的尾部决定,现阶段对于三种模型基于相同前四阶矩预测的非高斯母本PDF尾部的差别尚不清楚,自然,对于这三种模型预测的极值或者峰值因子的差别尚无答案。为了探明三种模型的异同,从而提供一定的选取原则,该文就三种方法对非高斯风压峰值因子估计效果进行了系统的对比研究。首先从理论上对比了三种方法预测得到的母本PDF的差异和估计的峰值因子差别;其次,选用长时距风洞试验风压数据检验了三种方法对非高斯风压峰值因子的估计效果。结果表明在三种模型都适用的偏度和峰度组合范围内,HPM对非高斯风压峰值因子估计结果相比SGLD模型和JTM模型估计结果更准确。 展开更多
关键词 结构工程 结构风工程 非高斯风压 峰值因子 hermite多项式模型 Johnson转换模型 SGLD模型
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非高斯风荷载极值估计:基于HPM转换过程的经验公式
2
作者 赵衍刚 邹春岳 +1 位作者 冀骁文 黄国庆 《北京工业大学学报》 CAS CSCD 北大核心 2024年第2期180-186,共7页
风荷载极值概率信息对于结构抗风可靠性设计十分重要,基于Hermite多项式模型(Hermite polynomial model,HPM)转换过程方法由于在估计强非高斯性风荷载极值方面表现优异,因而受到研究人员的青睐从而被广泛应用。另一方面,该方法的使用过... 风荷载极值概率信息对于结构抗风可靠性设计十分重要,基于Hermite多项式模型(Hermite polynomial model,HPM)转换过程方法由于在估计强非高斯性风荷载极值方面表现优异,因而受到研究人员的青睐从而被广泛应用。另一方面,该方法的使用过程烦琐且有较强的理论性,不利于工程应用。为此,该文基于该方法提出非高斯风荷载极值估计的经验公式,首先系统地阐述基于HPM转换过程方法,接着对风荷载的极值分布函数模型展开讨论,之后通过回归分析提出风荷载极值分布函数的经验公式,并对其适用性和精确性加以验证。研究成果表明,仅需知晓风荷载若干统计特征的情况下,经验公式可快速估计风荷载极值,精度上与HPM转换过程方法基本相同,而在效率和便捷性方面显著提升,便于在工程中推广使用。 展开更多
关键词 非高斯过程 风荷载极值 hermite多项式模型 Gumbel分布 广义极值分布 经验公式
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非高斯风场作用下桥梁抖振响应研究
3
作者 罗颖 任达程 +1 位作者 韩艳 董国朝 《空气动力学学报》 CSCD 北大核心 2023年第8期107-116,I0002,共11页
为研究非高斯风场作用下桥梁结构的抖振响应特性,以太洪长江大桥为例,基于Hermite多项式模型,模拟了非高斯脉动风场时程,计算了不同平均风速下不同非高斯特性脉动风场的抖振响应。结果表明:非高斯风场作用下结构响应的幅值和均方根值均... 为研究非高斯风场作用下桥梁结构的抖振响应特性,以太洪长江大桥为例,基于Hermite多项式模型,模拟了非高斯脉动风场时程,计算了不同平均风速下不同非高斯特性脉动风场的抖振响应。结果表明:非高斯风场作用下结构响应的幅值和均方根值均比高斯风场更大,非高斯特性越强,均方根值越大;随着平均风速的增加,风场峰度对结构响应均方根的影响逐渐明显。因此,对于非高斯风场,高斯过程假定低估了实际的响应情况。此外,不同非高斯特性脉动风场作用下,结构响应的偏度和峰度均趋近高斯过程的结果。 展开更多
关键词 抖振响应 非高斯风场 hermite多项式模型 功率谱 均方根 偏度 峰度
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考虑风速变异性的风致屋面覆盖物损失评估 被引量：3
4
作者 黄国庆 罗颖 +2 位作者 郑海涛 刘小波 何华 《土木工程学报》 EI CSCD 北大核心 2016年第9期64-71,共8页
屋面覆盖物在大风中容易遭到破坏,而屋面的破坏可能引起雨水渗透而导致房屋内部受到更大的损害。因此文章基于西安大略大学风洞试验数据提出一种在强风作用下屋面覆盖物风致损失的概率评估方法。首先简单介绍了风洞试验及试验数据的基... 屋面覆盖物在大风中容易遭到破坏,而屋面的破坏可能引起雨水渗透而导致房屋内部受到更大的损害。因此文章基于西安大略大学风洞试验数据提出一种在强风作用下屋面覆盖物风致损失的概率评估方法。首先简单介绍了风洞试验及试验数据的基本概况;然后利用Hermite多项式模型拟合每个测点的风压系数的概率密度分布;随后采用转换过程法估计相应的极值风压系数概率分布函数;最后以沥青瓦片为例,计算每块瓦片失效的概率及整个屋面覆盖物的损失率,包括不考虑风速变异性和考虑风速变异性的情况。 展开更多
关键词 非高斯 hermite多项式模型 偏度 峰度 转换过程法 风速变异性
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非高斯风压极值估计:基于无可行区限制的传递函数对比研究 被引量：1
5
作者 吴凤波 郭增伟 +2 位作者 刘敏 吴波 黄国庆 《工程力学》 EI CSCD 北大核心 2022年第9期170-178,203,共10页
非高斯风压的极值估计对建筑围护结构抗风设计是极其重要的。由于简便性和无可行区限制,基于矩的piecewise HPM(PHPM)、Johnson转换模型(JTM)和piecewise JTM(PJTM)常用于非高斯风压极值估计。现阶段,PJTM对非高斯风压极值的估计效果还... 非高斯风压的极值估计对建筑围护结构抗风设计是极其重要的。由于简便性和无可行区限制,基于矩的piecewise HPM(PHPM)、Johnson转换模型(JTM)和piecewise JTM(PJTM)常用于非高斯风压极值估计。现阶段,PJTM对非高斯风压极值的估计效果还缺乏系统的研究,且对于三种无可行区限制模型的极值估计差别尚不明确。为探明三种模型的差别,从而提供一定的选择原则,该文系统对比了三种模型估计非高斯风压极值的精度。该文从理论上对比了三种模型的母本概率密度函数和传递函数;选用超长风洞试验风压数据对三种模型估计非高斯风压极值的精度进行了评估。结果表明:PHPM对非高斯风压(负偏度)极小值的估计精度比PJTM和JTM高,PHPM和PJTM对非高斯风压(负偏度)极大值的估计精度比JTM高。 展开更多
关键词 结构工程 结构风工程 非高斯风压 极值估计 piecewise hermite多项式模型 Johnson转换模型 piecewise Johnson转换模型
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低矮房屋风致结构响应极值不确定性分析 被引量：2
6
作者 冀骁文 彭新艳 +1 位作者 黄国庆 罗颖 《土木工程学报》 EI CSCD 北大核心 2018年第5期68-74,共7页
风致结构响应极值估算在结构抗风的可靠度设计中十分重要。在整个极值估算过程中,由于许多不定或随机的因素存在(如:极值自身、估算方法、样本采集、极值概率模型等),得到的极值通常存在不确定性。在各种影响因素中,该文将考虑结构响应... 风致结构响应极值估算在结构抗风的可靠度设计中十分重要。在整个极值估算过程中,由于许多不定或随机的因素存在(如:极值自身、估算方法、样本采集、极值概率模型等),得到的极值通常存在不确定性。在各种影响因素中,该文将考虑结构响应极值变量本身的随机特性,对任意分位点处响应极值的不确定性进行分析。首先,利用有限元软件对低矮房屋模型进行框架结构设计并优化,加载风压荷载得到结构响应时程数据。然后,基于Hermite多项式模型(HPM)转换过程方法,估算得到响应的极值Ⅰ型分布(Gumbel);基于该极值估算方法,提出时程样本偏度、峰度、零超越次数与Gumbel分布两个参数之间的经验公式。接着,考虑前四阶矩的不确定性,利用经验公式以及多步概率分析,对任意分位点处响应极值的不确定性进行估计。最后,给出相关结论。 展开更多
关键词 风致结构响应 极值 hermite多项式模型 经验公式 不确定性
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非高斯风压极值估计:基于矩的转换过程法的抽样误差对比研究 被引量：5
7
作者 吴凤波 黄国庆 +1 位作者 刘敏 彭留留 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2020年第18期20-26,43,共8页
非高斯风压极值的准确估计对于建筑结构抗风设计非常重要。由于使用方便,转换过程法被广泛用于非高斯风压极值估计。转换过程法中典型的转换函数模型有Hermite多项式模型(HPM)、Johnson转换模型(JTM)及平移广义对数正态分布(SGLD)模型... 非高斯风压极值的准确估计对于建筑结构抗风设计非常重要。由于使用方便,转换过程法被广泛用于非高斯风压极值估计。转换过程法中典型的转换函数模型有Hermite多项式模型(HPM)、Johnson转换模型(JTM)及平移广义对数正态分布(SGLD)模型。通常,这三个转换函数模型的参数估计仅需数据的前四阶矩,因而这些模型被称为基于矩的转换函数模型。实际工程设计中用于计算风压极值的数据通常是有限长度的,而基于有限长度数据计算的前四阶矩具有抽样误差,致使基于矩的转换函数模型估计的风压极值亦具有抽样误差。现阶段对于以上三种模型估计非高斯风压极值所引起的极值抽样误差的区别尚不清楚。为了对三种模型估计极值时的抽样误差进行对比研究,该研究介绍了HPM、JTM和SGLD三个模型;给出了三个模型估计非高斯极值的抽样误差的理论方法;随后基于理论方法的计算结果对比了三个模型估计的极值的抽样误差;基于超长风压风洞试验数据对三种模型极值估计时的抽样误差进行了系统的评估和验证。结果表明:HPM对非高斯风压极值抽样误差的估计效果通常比SGLD模型和JTM估计的效果更好。该研究结果可为合理选择非高斯风压极值估计模型提供一定的指导。 展开更多
关键词 非高斯风压 极值 转换过程法 hermite多项式模型(HPM) Johnson转换模型(JTM) 平移广义对数正态分布(SGLD) 抽样误差
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基于矩的传递函数模型的“不兼容”非高斯风压过程模拟研究 被引量：1
8
作者 吴凤波 姜言 +2 位作者 彭留留 吴波 罗颖 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2022年第24期142-149,共8页
非高斯风压的准确模拟对于建筑结构抗风设计非常重要。由于简便性,基于矩的Hermite多项式模型(HPM)和Johnson转换模型(JTM)常用于非高斯风压模拟。在实际模拟中,由两种模型表示的概率分布与非高斯风压目标功率谱可能出现“不兼容”。现... 非高斯风压的准确模拟对于建筑结构抗风设计非常重要。由于简便性,基于矩的Hermite多项式模型(HPM)和Johnson转换模型(JTM)常用于非高斯风压模拟。在实际模拟中,由两种模型表示的概率分布与非高斯风压目标功率谱可能出现“不兼容”。现阶段对于HPM和JTM出现不兼容的难易程度差异尚不明确,两种模型出现不兼容情况时模拟“不兼容”非高斯风压的效果亦不清楚。基于此,该文章系统全面地研究了HPM和JTM出现不兼容的难易程度和模拟“不兼容”非高斯风压的效果。首先,介绍了基于HPM和JTM模拟“不兼容”非高斯风压的方法;其次,从理论上对比了两个模型出现不兼容情况的异同;最后,基于数值案例系统对比和评估了两种模型模拟“不兼容”非高斯风压的效果。结果表明:随着偏度增加,基于HPM和JTM的非高斯模拟更易出现不兼容;JTM对“不兼容”非高斯风压的模拟效果稍好于HPM。 展开更多
关键词 结构风工程 非高斯风压模拟 hermite多项式模型(HPM) Johnson转换模型(JTM) “不兼容”非高斯风压
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