[發(fā)明專利]一種區(qū)間風(fēng)譜模型的建立方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201210172732.X
• 申請(qǐng)日: 2012-05-29
• 公開（公告）號(hào): CN102721523A
• 公開（公告）日: 2012-10-10
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 王浩;程懷宇;郭彤;吳明明;王龍花
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 東南大學(xué)
• 主分類號(hào): G01M9/08
• 分類號(hào): G01M9/08
• 代理公司: 南京蘇高專利商標(biāo)事務(wù)所(普通合伙) 32204
• 代理人: 柏尚春

1.一種區(qū)間風(fēng)譜模型的建立方法，其特征在于該方法包括以下步驟：

第一步：進(jìn)行大量強(qiáng)臺(tái)風(fēng)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)測(cè)：

實(shí)測(cè)方法有兩種，一種是在臺(tái)風(fēng)來臨期間，估計(jì)臺(tái)風(fēng)到達(dá)時(shí)間，將風(fēng)速儀置于大跨度橋梁的跨中或塔頂，調(diào)整采集頻率進(jìn)行風(fēng)速和風(fēng)向數(shù)據(jù)的采集；另一種是通過安裝在結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測(cè)系統(tǒng)——SHMS中的風(fēng)速儀進(jìn)行風(fēng)速和風(fēng)向數(shù)據(jù)的采集，傳輸系統(tǒng)將采集系統(tǒng)采集的數(shù)據(jù)傳送到監(jiān)測(cè)中心；

第二步：對(duì)實(shí)測(cè)風(fēng)速和風(fēng)向數(shù)據(jù)進(jìn)行功率譜分析，獲得實(shí)測(cè)風(fēng)譜模型：

對(duì)采集到的風(fēng)速數(shù)據(jù)樣本進(jìn)行分析處理，選擇一段風(fēng)速偏大且平穩(wěn)的子樣本，基于matlab大型數(shù)據(jù)處理軟件，采用功率譜密度估計(jì)方法，編寫功率譜密度計(jì)算程序進(jìn)行計(jì)算，獲得實(shí)測(cè)風(fēng)速數(shù)據(jù)的功率譜密度，以x軸為頻率，y軸為功率譜密度，繪制曲線，即為實(shí)測(cè)風(fēng)速數(shù)據(jù)的風(fēng)譜模型；

第三步：在頻域內(nèi)找出所有實(shí)測(cè)風(fēng)譜模型的各個(gè)峰值點(diǎn)：

實(shí)測(cè)風(fēng)譜模型都是波動(dòng)很大的曲線，每條曲線都存在一系列的峰值點(diǎn)，這些峰值點(diǎn)包括最大峰值點(diǎn)和最小峰值點(diǎn)，對(duì)應(yīng)于不同的頻率值；

第四步：對(duì)風(fēng)譜模型的最大峰值點(diǎn)和最小峰值點(diǎn)，采用非線性最小二乘法分別進(jìn)行擬合，以獲得區(qū)間風(fēng)譜模型的上下限；

對(duì)每一小段風(fēng)譜模型，仍采用規(guī)范規(guī)定的順風(fēng)向功率譜表達(dá)式進(jìn)行擬合，即：

nSu/(u*)2=afz/(1+bfz1/m)cm]]>式1

fz=nz/U‾(z)]]>式2

式中，S_u為功率譜密度，u^*為氣流摩阻速度，f_z為莫寧坐標(biāo)，為平均風(fēng)速，z為風(fēng)速儀離地面高度，n為風(fēng)的脈動(dòng)頻率，c取5/3，a、b和m為擬和參數(shù)；

擬合過程中采用常用的非線性最小二乘法，每一段擬合所得參數(shù)a、b和m各不相同，最后獲得基于實(shí)測(cè)風(fēng)特性的區(qū)間風(fēng)譜模型。