非平稳风效应三分量分解模型及实测风效应特性分析

摘要

阵风、台风等作用下，风效应具有明显的非平稳特征。如何描述非平稳风速模型及风效应特性等，是当前研究的热点和难点问题。本文在已有非平稳风速评价方法的基础上，提出非平稳风速分解的三分量模型，分析了不同分量的特征，旨在揭示非平稳风的构造规律。此外，开展了膜结构风效应实测，分析了实测风效应非平稳特性并进行了结构模态参数的识别。主要工作包括以下内容:
　　(1)将风速非平稳度定量评价方法拓展至风效应分析中，研究信号中不同周期分量对总体信号非平稳程度的贡献，并评价了不同平稳化处理方法的效果。结果表明，风效应信号的不同周期分量中，慢变趋势项的非平稳程度更明显。以时变标准差为调制函数进行平稳化处理时能更好的降低原始信号的非平稳程度。
　　(2)以非平稳风效应评价方法为基础，提出了非平稳风速分解的三分量模型，明确了非平稳风速实现平稳化处理的分解原则及计算方法。采用该分解模型对实测风速进行了分析。结果表明，此分解模型中的平稳脉动风速具有较强的独立性，而时变标准差与缓变风速之间相关性较强，其比值关系接近平稳风速模型中湍流强度的含义。
　　(3)进行了伞型膜结构风效应实测，采用三分量分解模型对获得的风致位移响应的非平稳特性进行了分析。此外，对强风作用下结构的位移响应进行识别，得到了膜结构的模态参数，分析了结构阻尼比的非线性效应。结果表明阻尼比与振幅有较好的相关性，随振幅增大而增大。

目录

声明

致谢

摘要

1绪论

1．1 非平稳风效应研究背景与意义

1．2非平稳风效应研究现状

1．2．1非平稳风速研究现状

1．2．2非平稳风致效应研究现状

1．3本文主要工作

2风效应非平稳度定量评价方法及应用

2．1 基于数据流非平稳度量与EMD的非平稳度评价方法

2．1．1 数据流的非平稳度量

2．1．2经验模态分解法

2．2非平稳度定量评价在风效应特性分析中的应用

2．2．1数据流非平稳度量评价指标的影响分析

2．2．2风效应各周期分量的非平稳度评价

2．3不同平稳化处理方法评价

2．3．1平稳化处理方法

2．3．2脉动风效应平稳化处理效果评价

2．4本章小结

3基于脉动风速平稳化的非平稳风速三分量分解模型

3．1非平稳风速三分量分解模型

3．2风速实测及非平稳特性分析

3．2．1风速实测概况

3．2．2实测风速数据处理方法

3．2．3实测风速特性统计分析

3．2．4基于非平稳风速三分量模型的各分量特性分析

3．3本章小结

4膜结构实测风效应非平稳特性及结构参数识别

4．1风效应实测方案简介

4．2风致效应特性分析

4．2．1膜面风致位移特性分析

4．2．2风致效应非平稳特性分析

4．3基于非平稳响应结构模态参数识别

4．3．1非平稳响应模态参数识别方法简介

4．3．2膜结构模态参数识别

4．3．3与振幅相关的频率和阻尼识别

4．4本章小结

5．1本文结论

5．2本文的不足

参考文献

作者简历

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