[發(fā)明專利]一種面向華南地區(qū)橋梁的全氣候熱分析方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201811331599.1
• 申請日: 2018-11-09
• 公開（公告）號(hào): CN109614649B
• 公開（公告）日: 2021-05-14
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 周林仁;陳蘭;梁春芳;伍勇
• 申請（專利權(quán)）人: 華南理工大學(xué)
• 主分類號(hào): G06F30/20
• 分類號(hào): G06F30/20;G06F30/23;G06F119/08
• 代理公司: 廣州市華學(xué)知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 44245
• 代理人: 劉巧霞

1.一種面向華南地區(qū)橋梁的全氣候熱分析方法，其特征在于，具體步驟包括：

(1)采集太陽輻射量及其他相關(guān)的氣象參數(shù)；

(2)根據(jù)計(jì)算需求選擇橋梁熱分析的天數(shù)以及所需計(jì)算的其中某一天橋梁熱分析的計(jì)算步長；

(3)通過調(diào)用建立的光照度-太陽直接輻射修正系數(shù)模型、光照度-太陽散輻射修正系數(shù)模型、云層覆蓋率-太陽直接輻射修正系數(shù)模型以及云層覆蓋率-太陽散輻射修正系數(shù)模型，確定華南地區(qū)橋梁全氣候的環(huán)境輻射量；

(4)確定各種天氣情況下橋梁各表面的熱邊界條件計(jì)算方法，確定不同天氣情況下計(jì)算方法的觸發(fā)及轉(zhuǎn)換機(jī)制；

(5)通過采用編程計(jì)算及數(shù)據(jù)交互實(shí)現(xiàn)橋梁全氣候溫度分析的連續(xù)數(shù)值計(jì)算。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種面向華南地區(qū)橋梁的全氣候熱分析方法，其特征在于，在所述步驟(1)中，通過采用高精度氣象采集系統(tǒng)，以一定的時(shí)間間隔來實(shí)時(shí)采集太陽輻射量以及其他相關(guān)的氣象參數(shù)；

同時(shí)在監(jiān)測場地放置一個(gè)廣角攝像機(jī)，以一定的時(shí)間間隔對天空進(jìn)行定時(shí)定點(diǎn)拍攝，將照片灰度值作為一項(xiàng)重要的參數(shù)以辨別云層遮擋情況。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種面向華南地區(qū)橋梁的全氣候熱分析方法，其特征在于，所述其他相關(guān)的氣象參數(shù)包括風(fēng)速與風(fēng)向、環(huán)境溫度、濕度與光照度和云層覆蓋率；其中云層覆蓋率由監(jiān)測站點(diǎn)附近機(jī)場的監(jiān)測資料提供。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種面向華南地區(qū)橋梁的全氣候熱分析方法，其特征在于，在所述步驟(3)中，通過對光照度進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化處理，擬合出太陽直接輻射修正系數(shù)y_dir與光照度x_s的公式，得到的光照度-太陽直接輻射修正系數(shù)模型表示為：

y_dir＝0.315x_s+0.149(1)。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種面向華南地區(qū)橋梁的全氣候熱分析方法，其特征在于，在所述步驟(3)中，對于太陽散輻射與光照度x_s之間的線性關(guān)系，因兩者擬合優(yōu)合度不高，故暫不對太陽散輻射進(jìn)行修正，得到的光照度x_s-太陽散輻射修正系數(shù)y_dif模型表示為：

y_dif＝1(2)。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種面向華南地區(qū)橋梁的全氣候熱分析方法，其特征在于，在所述步驟(3)中，基于氣象監(jiān)測數(shù)據(jù)和太陽輻射量進(jìn)行相關(guān)性分析，分別建立了云層覆蓋率c_o-太陽直接輻射修正系數(shù)y_dir模型及云層覆蓋率c_o-太陽散輻射修正系數(shù)y_dif模型，具體表示為：

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種面向華南地區(qū)橋梁的全氣候熱分析方法，其特征在于，在所述步驟(4)中，確立多云條件下的熱邊界條件的方法具體為：

根據(jù)擬合太陽直接輻射修正系數(shù)y_dir，太陽散射輻射修正系數(shù)y_dif與光照度x_s和對應(yīng)時(shí)刻照片灰度值x_g的公式，同時(shí)依據(jù)云層覆蓋率分別與太陽直接輻射修正系數(shù)、太陽散射輻射修正系數(shù)的相關(guān)公式，得到修正后的太陽直接輻射I_dir和太陽散射輻射I_dif為：

I_dir＝y(tǒng)_dir×I_d0(5)

I_dif＝y(tǒng)_dif×I_i0(6)

其中，I_d0和I_i0分別為無云天情況下太陽直接輻射和散射輻射的理論值；

修正后的太陽反射輻射具體表示為：

I_re＝re·(I_dir+I_dif)(7)

其中，re為地面反射系數(shù)；

所述多云條件下的熱邊界計(jì)算可按照第三類熱邊界進(jìn)行計(jì)算。