[發(fā)明專利]一種大跨屋蓋結(jié)構(gòu)非高斯風(fēng)荷載數(shù)值模擬方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201710270627.2
• 申請日: 2017-04-24
• 公開（公告）號: CN107194036A
• 公開（公告）日: 2017-09-22
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 黃銘楓;孫軒濤;馮鶴;徐卿
• 申請（專利權(quán)）人: 浙江大學(xué)
• 主分類號: G06F17/50
• 分類號: G06F17/50
• 代理公司: 浙江杭州金通專利事務(wù)所有限公司33100
• 代理人: 劉曉春

1.一種大跨屋蓋結(jié)構(gòu)非高斯風(fēng)荷載數(shù)值模擬方法，其特征在于，該方法包括以下步驟：

第一步：通過屋蓋剛性模型風(fēng)洞測壓試驗(yàn)，獲取風(fēng)壓場數(shù)據(jù)樣本：

P(x,y,t)＝{p₁(t)、p₂(t)...p_n(t)}，計(jì)算各測點(diǎn)風(fēng)壓均值：得到目標(biāo)零均值風(fēng)壓場P^*(x,y,t)＝{p₁^*(t)；p₂^*(t)...p_n^*(t)}；

第二步：進(jìn)行本征正交分解，目標(biāo)零均值風(fēng)壓場P^*(x,y,t)可以展開為：

式中：為第i階POD主坐標(biāo)時(shí)程，為第i階本征向量，相應(yīng)的本征值則記為

第三步：根據(jù)各階本征向量的本征值大小，選取模擬的前N階POD主坐標(biāo)時(shí)程及對應(yīng)的本征向量

第四步：對選取后的前N階POD主坐標(biāo)時(shí)程進(jìn)行模擬，模擬算法如下：

(1)計(jì)算第i階POD主坐標(biāo)時(shí)程的目標(biāo)非高斯過程的功率譜、偏度和峰度，分別記為：

(2)根據(jù)Hermite矩變換關(guān)系，推導(dǎo)出第i階POD主坐標(biāo)時(shí)程自相關(guān)函數(shù)對應(yīng)的高斯過程自相關(guān)函數(shù)

(3)對作快速傅里葉變換得到初始模擬高斯過程的功率譜采用諧波疊加法得到第j次模擬的高斯過程數(shù)據(jù)計(jì)算其功率譜，記為

(4)采用Hermite矩變換方法，第j次模擬得到非高斯過程數(shù)據(jù)計(jì)算其功率譜、偏度和峰度，分別記為：

(5)引入對第j次模擬結(jié)果的誤差評價(jià)參數(shù)

ϵ1j=100Σn=0N-1[Snonj(fn)-SaT(fn)]2Σn=0N-1[SaT(fn)]2]]>

ϵ2j=100|(γ3T-γ3j+1)/γ3T|]]>

ϵ3j=100|(γ4T-γ4j+1)/γ4T|]]>

為目標(biāo)非高斯過程功率譜密度函數(shù)與第j次模擬得到的非高斯過程功率譜密度函數(shù)之間的相對誤差，f_n為離散的頻率點(diǎn)，為目標(biāo)高階統(tǒng)計(jì)量與模擬得到的非高斯過程高階統(tǒng)計(jì)量之間的誤差；

(6)若或或其中，目標(biāo)誤差和則對(3)中模擬高斯過程功率譜進(jìn)行修正，方法如下：

Sgj+1(fn)=Sgj(fn)[SaT(fn)Snonj(fn)]β]]>

式中：β是修正常數(shù)，這里取值1.3，修正后返回至(2)，進(jìn)行下一步迭代計(jì)算；

若且且其中，目標(biāo)誤差和或者迭代步數(shù)大于50000步，停止迭代，得到的非高斯過程數(shù)據(jù)即為第i階POD主坐標(biāo)時(shí)程模擬結(jié)果，記為并返回至(1)，模擬第i+1階POD主坐標(biāo)時(shí)程；

(7)重復(fù)上述(1)至(6)，直至完成前N階POD主坐標(biāo)時(shí)程模擬工作完成，模擬得到的主坐標(biāo)時(shí)程數(shù)據(jù)分別為：

第五步：將模擬得到的主坐標(biāo)時(shí)程與原風(fēng)壓場本征向量組合得到零均值風(fēng)壓場的模擬結(jié)果：