基于小波變換的順風(fēng)向非平穩(wěn)風(fēng)速譜研究.pdf

1、現(xiàn)行的結(jié)構(gòu)抗風(fēng)設(shè)計(jì)研究中大都是將風(fēng)速假定為平穩(wěn)隨機(jī)過(guò)程。通過(guò)實(shí)測(cè)得到的風(fēng)速數(shù)據(jù)中成分較為復(fù)雜，部分的風(fēng)速數(shù)據(jù)為非平穩(wěn)隨機(jī)過(guò)程，特別是在地形復(fù)雜的場(chǎng)地以及臺(tái)風(fēng)、颶風(fēng)等惡劣氣候下，風(fēng)的非平穩(wěn)性表現(xiàn)的更加明顯。由于現(xiàn)行的風(fēng)工程中沒(méi)有考慮到非平穩(wěn)風(fēng)的影響，所以在抗風(fēng)設(shè)計(jì)中會(huì)有一定的偏差。本文的主要目的是對(duì)風(fēng)速的非平穩(wěn)性進(jìn)行分析，并且提出小波變換估計(jì)風(fēng)速功率譜的方法。
　　本文分析重慶某山區(qū)實(shí)測(cè)風(fēng)速數(shù)據(jù)樣本，得到脈動(dòng)風(fēng)的非平穩(wěn)特性。通過(guò)研究

2、實(shí)測(cè)山區(qū)復(fù)雜地形下脈動(dòng)風(fēng)的非平穩(wěn)特性，提出風(fēng)速非平穩(wěn)模型的研究方法。并且，利用小波變換得到了非平穩(wěn)模型下的風(fēng)速功率譜估計(jì)的方法。
　　本文基于進(jìn)化譜理論，用諧波疊加法模擬生成平穩(wěn)脈動(dòng)風(fēng)速時(shí)程，然后選用調(diào)制函數(shù)進(jìn)行非平穩(wěn)脈動(dòng)風(fēng)的數(shù)值模擬。為了驗(yàn)證本文所模擬的非平穩(wěn)風(fēng)速時(shí)程的準(zhǔn)確度，本文采用了短時(shí)傅里葉變換對(duì)風(fēng)速譜進(jìn)了估計(jì)，并且與理論值對(duì)比。
　　為了得到提取趨勢(shì)項(xiàng)時(shí)的最優(yōu)小波基函數(shù)，本文選取不同的調(diào)制函數(shù)模擬生成非平穩(wěn)脈動(dòng)風(fēng)速

3、，使用sym小波簇， db小波簇， coif小波簇基函數(shù)，進(jìn)行離散正交小波逆變換來(lái)提取非平穩(wěn)脈動(dòng)風(fēng)趨勢(shì)項(xiàng)，并且對(duì)比各小波提取的精度，得到了提取趨勢(shì)項(xiàng)的最優(yōu)小波基函數(shù)。對(duì)實(shí)測(cè)的風(fēng)速數(shù)據(jù)進(jìn)行數(shù)據(jù)質(zhì)量控制，剔除壞點(diǎn)，并對(duì)該數(shù)據(jù)進(jìn)行非平穩(wěn)性檢驗(yàn)，將非平穩(wěn)樣本去掉趨勢(shì)項(xiàng)后再進(jìn)行非平穩(wěn)檢驗(yàn)，從而得到了實(shí)測(cè)山區(qū)復(fù)雜地形脈動(dòng)非平穩(wěn)特性。
　　本文推導(dǎo)出小波變換系數(shù)與傳統(tǒng)功率譜概念之間的轉(zhuǎn)化關(guān)系，并且使用小波變換的方法估計(jì)模擬的非平穩(wěn)脈動(dòng)風(fēng)速功率譜