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[1]徐　丰１,詹　昊２,梁　琛.基于自回归模型的桥梁脉动风场模拟[J].武汉工程大学学报,2015,37(03):25-28.[doi:10. 3969/j. issn. 1674—2869. 2015. 03. 006]
　,Ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ ｏｆ ｂｒｉｄｇｅ ｆｌｕｃｔｕａｔｉｎｇ ｗｉｎｄ ｆｉｅｌｄ ｂａｓｅｄ ｏｎ Aｕｔｏ－Rｅｇｒｅｓｓｉｖｅ ｍｏｄｅｌ[J].Journal of Wuhan Institute of Technology,2015,37(03):25-28.[doi:10. 3969/j. issn. 1674—2869. 2015. 03. 006]
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基于自回归模型的桥梁脉动风场模拟(/HTML)
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《武汉工程大学学报》[ISSN:1674-2869/CN:42-1779/TQ]

卷:
37
期数:
2015年03期
页码:
25-28
栏目:
资源与土木工程
出版日期:
2015-04-23

文章信息/Info

Title:
Ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ ｏｆ ｂｒｉｄｇｅ ｆｌｕｃｔｕａｔｉｎｇ ｗｉｎｄ ｆｉｅｌｄ ｂａｓｅｄ ｏｎ Aｕｔｏ－Rｅｇｒｅｓｓｉｖｅ ｍｏｄｅｌ
文章编号:
1674—2869（2015）03—0025—04
作者:
徐　丰１; 詹　昊２; 3; 梁　琛4
１．武汉工程大学资源与土木工程学院，湖北 武汉 ４３００７４；２．中铁大桥勘测设计院集团有限公司，湖北 武汉 ４３００５０；3.西南交通大学土木工程学院，四川 成都 630031；4．华中科技大学土木工程与力学学院，湖北 武汉 ４３００７４
Author(s):
ＸＵ Ｆｅｎｇ1;  ＺＨＡＮＧ Ｈａｏ2; 3;  ＬＩＡＮＧ Ｃｈｅｎ4
１． Ｓｃｈｏｏｌ ｏｆ Ｒｅｓｏｕｒｃｅ ａｎｄ Ｃｉｖｉｌ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ， Ｗｕｈａｎ Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ ｏｆ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ， Ｗｕｈａｎ ４３００７４， Ｃｈｉｎａ；２． Ｃｈｉｎａ Rａｉｌｗａｙ Ｍａｊｏｒ Ｂｒｉｄｇｅ Ｒｅｃｏｎｎａｉｓｓａｎｃｅ ａｎｄ Ｄｅｓｉｇｎ Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ Cｏ．，Ｌｔｄ．， Ｗｕｈａｎ ４３００５０， Ｃｈｉｎａ；3. School of Civil Engineering, Southwest Jiaotong University,Chengdu 610031,China;4． Ｓｃｈｏｏｌ ｏｆ Ｃｉｖｉｌ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ ａｎｄ Ｍｅｃｈａｎｉｃｓ， Ｈｕａｚｈｏｎｇ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ ｏｆ Ｓｃｉｅｎｃｅ ａｎｄ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ， Ｗｕｈａｎ ４３００７４， Ｃｈｉｎａ
关键词:
桥梁; 脉动风场; 自回归法; 目标功率谱; 相关函数
Keywords:
ｂｒｉｄｇｅ;  ｓｔｏｃｈａｓｔｉｃ ｗｉｎｄ ｆｉｅｌｄ ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ;  Ａｕｔｏ－Ｒｅｇｒｅｓｓｉｖｅ ｍｏｄｅｌ;  ｔａｒｇｅｔ ｐｏｗｅｒ ｓｐｅｃｔｒｕｍ ｄｅｎｓｉｔｙ;  ｃｏｒｒｅｌａｔｉｏｎ ｆｕｎｃｔｉｏｎ
分类号:
ＴＵ ４４１
DOI:
10. 3969/j. issn. 1674—2869. 2015. 03. 006
文献标志码:
A
摘要:
为了客观量化桥梁结构上各点处的脉动风速时程从而为准确计算风荷载效应提供前提保证，在考虑结构节点间的风速时程相关性的基础上，采用线性滤波技术亦即白噪声滤波法中的自回归模型（ＡＲ）模拟了某斜拉桥主梁上个别代表点处在任意２００ ｓ时长内的风速随机时程. 该模型通过线性滤波器将白噪声随机序列输出为符合一定谱特征的平稳随机过程. 分别采用Ｋａｉｍａｌ谱和Ｐａｎｏｆｓｋｙ谱作为水平向风和竖向风的风速谱. 结果表明：ＡＲ模型可以有效模拟脉动风速时程，合成的随机风速时程能够客观反映各代表点风速的时间相关性和空间相关性，其功率谱和目标功率谱也吻合较好.
Abstract:
Ｏｂｊｅｃｔｉｖｅ ｑｕａｎｔｉｆｉｃａｔｉｏｎ ｏｆ ｆｌｕｃｔｕａｔｉｎｇ ｗｉｎｄ ｓｐｅｅｄ ｔｉｍｅ ｓｅｒｉｅｓ ａｒｏｕｎｄ ｔｈｅ ｂｏｄｙ ｏｆ ｂｒｉｄｇｅ ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ ｏｆｆｅｒｓ ｇｕａｒａｎｔｅｅ ｆｏｒ ｔｈｅ ａｃｃｕｒａｔｅ ｃａｌｃｕｌａｔｉｏｎ ｏｆ ｗｉｎｄ ｅｆｆｅｃｔ ｏｆ ｔｈｅ ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ． Ｂａｓｅ ｏｎ ｔｈｅ ｃｏｒｒｅｌａｔｉｖｉｔｙ ｏｆ ｎｏｄａｌ ｗｉｎｄ ｓｐｅｅｄ ｔｉｍｅ ｈｉｓｔｏｒｙ， ｔｈｅ Aｕｔｏ－Rｅｇｒｅｓｓｉｖｅ （ＡＲ） ｍｏｄｅｌ ｏｆ ｔｈｅ ｗｈｉｔｅ ｎｏｉｓｅ ｆｉｌｔｒａｔｉｏｎ ｍｅｔｈｏｄ ｗａｓ ｕｓｅｄ ｔｏ ｓｉｍｕｌａｔｅ ｔｈｅ ｔｉｍｅ ｈｉｓｔｏｒｙ ｏｆ ｆｌｕｃｔｕａｔｉｎｇ ｗｉｎｄ ｗｉｔｈｉｎ ａｎｙ ２００ ｓｅｃｏｎｄｓ ａｔ ｒｅｐｒｅｓｅｎｔａｔｉｖｅ ｐｏｉｎｔｓ ｏｎ ｔｈｅ ｍａｉｎ ｂｅａｍ ｏｆ ａ ｃａｂｌｅ－ｓｔａｙｅｄ ｂｒｉｄｇｅ． Ｔｈｒｏｕｇｈ ｔｈｅ ｌｉｎｅａｒ ｆｉｌｔｅｒ， ａ ｗｈｉｔｅ ｎｏｉｓｅ ｒａｎｄｏｍ ｓｅｒｉｅｓ ｗｉｔｈ ｚｅｒｏ ｍｅａｎ ｗｅｒｅ ｔｒａｎｓｆｅｒｒｅｄ ｔｏ ｂｅ ａ ｓｔａｔｉｏｎａｒｙ ｒａｎｄｏｍ ｐｒｏｃｅｓｓ ｗｉｔｈ ｓｐｅｃｉｆｉｅｄ ｓｐｅｃｔｒａｌ ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓ． Ｈｅｒｅｉｎ， ｔｈｅ ｓｐｅｃｔｒｕｍ ｏｆ Ｋａｉｍａｌ ａｎｄ ｔｈｅ ｓｐｅｃｔｒｕｍ ｏｆ Ｐａｎｏｆｓｋｙ ｗｅｒｅ ｕｓｅｄ ｔｏ ｓｉｍｕｌａｔｅ ｔｈｅ ｈｏｒｉｚｏｎｔａｌ ａｎｄ ｖｅｒｔｉｃａｌ ｗｉｎｄ ｓｐｅｃｔｒｕｍ ｒｅｓｐｅｃｔｉｖｅｌｙ． Ｔｈｅ ｒｅｓｕｌｔｓ ｏｆ ｎｕｍｅｒｉｃａｌ ｗｉｎｄ ｓｐｅｅｄ ｔｉｍｅ ｓｅｒｉｅｓ ｓｈｏｗ ｔｈａｔ ＡＲ ｍｏｄｅｌ ｉｓ ｅｆｆｉｃｉｅｎｔ ｉｎ ｓｉｍｕｌａｔｉｎｇ ｎｏｄａｌ ｗｉｎｄ ｓｐｅｅｄ ｔｉｍｅ ｓｅｒｉｅｓ ｗｈｉｃｈ ｈａｓ ｔｉｍｅ ａｎｄ ｓｐａｃｅ ｃｏｒｒｅｌａｔｉｖｉｔｙ． Ｔｈｅ ｓｉｍｕｌａｔｅｄ ｐｏｗｅｒ ｓｐｅｃｔｒｕｍ ｄｅｎｓｉｔｙ ｉｓ ｃｏｎｓｉｓｔｅｎｔ ｗｉｔｈ ｔｈｅ ｔａｒｇｅｔ ｐｏｗｅｒ ｓｐｅｃｔｒｕｍ ｄｅｎｓｉｔｙ ａｎｄ ｃｏｒｒｅｌａｔｉｏｎ ｆｕｎｃｔｉｏｎ ｉｓ ｒｅａｓｏｎａｂｌｅ．

参考文献/References:

［１］　骆宁安，杨文武，韩大建． 大跨度桥梁脉动风场的随机模拟［Ｊ］． 华南理工大学学报：自然科学版，２００２，３０（３）：５７－６０．ＬＵＯ Ｎｉｎｇ?鄄ａｎ，ＹＡＮＧ Ｗｅｎ?鄄ｗｕ，ＨＡＮ Ｄａ?鄄ｊｉａｎ． Ｓｔｏｃｈａｓｔｉｃ ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ ｏｆ ｗｉｎｄ ｔｕｒｂｕｌｅｎｃｅ ｆｉｅｌｄ ｆｏｒ ａ ｌｏｎｇ?鄄ｓｐａｎ ｂｒｉｄｇｅ［Ｊ］． Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ｓｏｕｔｈ Ｃｈｉｎａ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ ｏｆ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ：Ｎａｔｕｒａｌ Ｓｃｉｅｎｃｅ Ｅｄｉｔｉｏｎ，２００２，３０（３）：５７?鄄６０． （ｉｎ Ｃｈｉｎｅｓｅ）［２］　张希黔，葛　勇，严春风，等． 脉动风场模拟技术的研究与进展［Ｊ］. 地震工程与工程振动，２００８，２８（６）：２０６－２１１．ＺＨＡＮＧ Ｘｉ-ｑｉａｎ，ＧＥ Ｙｏｎｇ，ＹＡＮ Ｃｈｕｎ-ｆｅｎｇ， ｅｔ ａｌ． Ａｄｖａｎｃｅｓ ｉｎ ｒｅｓｅａｒｃｈ ｏｆ ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ ｏｆ ｆｌｕｃｔｕａｔｉｏｎ ｗｉｎｄ ｌｏａｄｉｎｇ［Ｊ］． Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Eａｒｔｈｑｕａｋｅ Eｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ ａｎｄ Eｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ Vｉｂｒａｔｉｏｎ，２００８，２８（６）：２０６－２１１． （ｉｎ Ｃｈｉｎｅｓｅ）［３］　李春祥，都敏，韩兵康． 基于ＡＲ模型模拟超高层建筑的脉动风速时程［Ｊ］．地震工程与工程振动，２００８，２８（３）：８７－９４．ＬＩ Ｃｈｕｎ－ｘｉａｎｇ， ＤＵ Ｍｉｎ， ＨＡＮ Ｂｉｎｇ－ｋａｎｇ． Ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ ｏｆ ｆｌｕｃｔｕａｔｉｎｇ ｗｉｎｄ ｓｐｅｅｄ ｔｉｍｅ ｓｅｒｉｅｓ ｏｆ ｓｕｐｅｒ ｔａｌｌ ｂｕｉｌｄｉｎｇｓ ｂａｓｅｄ ｏｎ ＡＲ ｍｏｄｅｌ［Ｊ］． Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Eａｒｔｈｑｕａｋｅ Eｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ ａｎｄ Eｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ Vｉｂｒａｔｉｏｎ，２００８，２８（３）：８７－９４． （ｉｎ Ｃｈｉｎｅｓｅ）［４］　张文福，马昌恒，肖岩． 风场模拟中ＡＲ模型的若干问题［Ｊ］． 计算力学学报，２００９，２６（１）：１２４－１３０．ＺＨＡＮＧ Ｗｅｎ－ｆｕ，ＭＡ Ｃｈａｎｇ－ｈｅｎｇ，ＸＩＡＯ Ｙａｎ． Ｓｏｍｅ ｉｓｓｕｅｓ ｏｎ ＡＲ ｍｏｄｅｌｓ ｆｏｒ ｗｉｎｄ ｆｉｅｌｄ ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ［Ｊ］． Ｃｈｉｎｅｓｅ Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ｃｏｍｐｕｔａｔｉｏｎａｌ Ｍｅｃｈａｎｉｃｓ， ２００９，２６（１）：１２４－１３０． （ｉｎ Ｃｈｉｎｅｓｅ）［５］　张田，夏禾，郭薇薇． 基于多维ＡＲ 模型的桥梁随机风场模拟［Ｊ］.中南大学学报：自然科学版，２０１２，４３（３）：１１１４－１１２１．ＺＨＡＮＧ Ｔｉａｎ， ＸＩＡ Ｈｅ， ＧＵＯ Ｗｅｉ－ｗｅｉ． Ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ ｏｆ ｂｒｉｄｇｅ ｓｔｏｃｈａｓｔｉｃ ｗｉｎｄ ｆｉｅｌｄ ｕｓｉｎｇ ｍｕｌｔｉ－ｖａｒｉａｔｅ aｕｔｏ－rｅｇｒｅｓｓｉｖｅ ｍｏｄｅｌ［Ｊ］． Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ｃｅｎｔｒａｌ Ｓｏｕｔｈ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ： Ｎａｔｕｒａｌ Ｓｃｉｅｎｃｅ Ｅｄｉｔｉｏｎ），２０１２，４３（３）：１１１４－１１２１． （ｉｎ Ｃｈｉｎｅｓｅ）［６］　李瑞平，周宁，张卫华，等． 基于ＡＲ模型的接触网脉动风场与风振响应［Ｊ］． 交通运输工程学报，２０１３，１３（４）：５６－６２．ＬＩ Ｒｕｉ－ｐｉｎｇ，ＺＨＯＵ Ｎｉｎｇ，ＺＨＡＮＧ Ｗｅｉ－ｈｕａ， ｅｔ ａｌ． Ｆｌｕｃｔｕａｔｉｎｇ ｗｉｎｄ ｆｉｅｌｄ ａｎｄ ｗｉｎｄ－ｉｎｄｕｃｅｄ ｖｉｂｒａｔｉｏｎ ｒｅｓｐｏｎｓｅ ｏｆ ｃａｔｅｎａｒｙ ｂａｓｅｄ ｏｎ ＡＲ ｍｏｄｅｌ［Ｊ］． Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ｔｒａｆｆｉｃ ａｎｄ Ｔｒａｎｓｐｏｒｔａｔｉｏｎ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ， ２０１３，１３（４）：５６－６２． （ｉｎ Ｃｈｉｎｅｓｅ）［７］　徐赵东，土木工程常用软件分析与应用（MATLAB-SAP2000-ANSYS）［Ｍ］．北京：中国建筑工业出版社，２０１０：１３３．ＸＵ Ｚhao-dong.Analysis and application of commonly used software in Civil Engineering(MATLAB-SAP2000-ANSYS)［Ｍ］．Ｂeijing:China Architecture & Building press,2010:133.（ｉｎ Ｃｈｉｎｅｓｅ）

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备注/Memo

备注/Memo:
收稿日期：２０１５－０１－１９作者简介：徐　丰（１９79-），安徽金寨人，博士. 研究方向：桥梁结构仿真分析.
更新日期/Last Update: 2015-04-24