脉动风压非高斯特性及其模拟

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风作用在建筑结构表面时会产生气流的分离、再附等,如锥形涡,使得脉动风压在局部位置表现出很强的非高斯特性。结构在非高斯脉动风压作用下,传统的基于高斯激励的峰值因子将严重低估结构或/和围护结构的动力响应,因此对脉动风压的非高斯特性以及其对结构的影响分析和非高斯脉动风压的模拟是十分必要的。本文主要内容如下:(1)基于实测风压试验数据,运用逆序检验法和K-S检验法选取具有平稳性与非高斯性的脉动风压时程样本;通过高阶统计量分析脉动风压时程的非高斯特性,得出位于不同高度和不同列上测点的脉动风压时程的非高斯性分布规律;运用5种方法求解实测非高斯脉动风压时程的峰值因子,将结果与用定义求得的峰值因子相对比,得出用传统峰值因子法求解非高斯脉动风压的峰值因子值偏小,而既考虑脉动风压非高斯特性又考虑带宽参数影响的方法求解出来的峰值因子与实际峰值因子相接近;将15个测点实测脉动风压功率谱分别与Von Karman谱相拟合,选取恰当的湍流强度和积分尺度决定用于模拟的指定脉动风压功率谱。(2)在实测脉动风压非高斯特性分析的基础上进行非高斯脉动风压时程的模拟,通过运用基于自回归模型法的相关性变形法模拟具有指定功率谱、偏度系数和峰度系数的非高斯脉动风压时程,并验证模拟的非高斯脉动风压时程满足模拟精度的要求。
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