基于小波方法的隨機(jī)風(fēng)場模擬與分析.pdf

1、大氣脈動風(fēng)容易引起大跨度橋梁等柔性結(jié)構(gòu)的風(fēng)致振動,隨機(jī)脈動風(fēng)場的模擬是大跨度橋梁非線性顫抖振時(shí)域分析的前提.脈動風(fēng)速通常用一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的隨機(jī)過程來描述,Monte Carlo模擬是脈動風(fēng)速模擬的一種有效方法.基于頻域的諧波合成法(WAWS法)和基于時(shí)域的線性濾波器法(AR、MA和ARMA法)是傳統(tǒng)的兩種模擬方法,經(jīng)過不斷研究和發(fā)展,它們都能實(shí)現(xiàn)一維單變量和一維多變量隨機(jī)過程的模擬.該文用小波方法實(shí)現(xiàn)了隨機(jī)過程的模擬,并對風(fēng)速樣本記錄進(jìn)行了分

2、析.主要進(jìn)行了以下幾方面的研究工作:1.在用小波基表達(dá)隨機(jī)場的基礎(chǔ)之上,根據(jù)小波的多尺度(頻率)分析特性,通過在每個(gè)尺度上估計(jì)小波系數(shù),實(shí)現(xiàn)了小波方法模擬一維單變量隨機(jī)過程,并給出了空間某點(diǎn)的縱向脈動風(fēng)速時(shí)程的算例.與WAWS、AR方法比較,小波方法是同時(shí)考慮頻域和時(shí)域的模擬方法.2.借鑒線性濾波方法,把小波方法模擬一維單變量隨機(jī)過程擴(kuò)展到模擬一維多變量隨機(jī)過程.給出模擬空間兩點(diǎn)的縱向脈動風(fēng)速時(shí)程和三維空間中多個(gè)點(diǎn)的縱向脈動風(fēng)速時(shí)程的算

3、例.與WAWS、AR方法比較,小波方法模擬一維多變量隨機(jī)過程所需的計(jì)算量、矩陣較小.3.利用小波分解算法分析脈動風(fēng)速時(shí)程,得到風(fēng)速時(shí)程在不同頻段上的分量,可以用于進(jìn)一步分析風(fēng)速時(shí)程在不同頻段的性質(zhì).選取不同的小波基進(jìn)行比較,認(rèn)為有大消失矩的周期性正交小波分解的效果較好.4.諧波信號的連續(xù)小波變換與它的傅立葉變換得到的功率譜相比,小波系數(shù)的灰度圖可以很好的反映該信號的頻率隨時(shí)間變化的特性.對風(fēng)速時(shí)程也進(jìn)行連續(xù)小波變換和傅立葉變換,同樣看到