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)計研究中大都是將風(fēng)速假定為平穩(wěn)隨機過程。通過實測得到的風(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)隨機過程，特別是在地形復(fù)雜的場地以及臺風(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)工程中沒有考慮到非平穩(wěn)風(fēng)的影響，所以在抗風(fēng)設(shè)計中會有一定的偏差。本文的主要目的是對風(fēng)速的非平穩(wěn)性進行分析，并且提出小波變換估計風(fēng)速功率譜的方法。
　　本文分析重慶某山區(qū)實測風(fēng)速數(shù)據(jù)樣本，得到脈動風(fēng)的非平穩(wěn)特性。通過研究

2、實測山區(qū)復(fù)雜地形下脈動風(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)速功率譜估計的方法。
　　本文基于進化譜理論，用諧波疊加法模擬生成平穩(wěn)脈動風(fēng)速時程，然后選用調(diào)制函數(shù)進行非平穩(wěn)脈動風(fēng)的數(shù)值模擬。為了驗證本文所模擬的非平穩(wěn)風(fēng)速時程的準確度，本文采用了短時傅里葉變換對風(fēng)速譜進了估計，并且與理論值對比。
　　為了得到提取趨勢項時的最優(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)脈動風(fēng)速

3、，使用sym小波簇， db小波簇， coif小波簇基函數(shù)，進行離散正交小波逆變換來提取非平穩(wěn)脈動風(fēng)趨勢項，并且對比各小波提取的精度，得到了提取趨勢項的最優(yōu)小波基函數(shù)。對實測的風(fēng)速數(shù)據(jù)進行數(shù)據(jù)質(zhì)量控制，剔除壞點，并對該數(shù)據(jù)進行非平穩(wěn)性檢驗，將非平穩(wěn)樣本去掉趨勢項后再進行非平穩(wěn)檢驗，從而得到了實測山區(qū)復(fù)雜地形脈動非平穩(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模擬的非平穩(wěn)脈動風(fēng)速功率譜