谱表示法模拟风场的误差分析

摘要

研究了原型谱表示法模拟的非各态历经性多变量风场的统计矩的时域估计值和目标值之间误差的概率描述.基于原型谱表示法的模拟公式,以三变量风场为例,导出了模拟结果的均值、相关函数、功率谱密度函数和根方差等四项统计特征的单样本时域估计表达式,它们是随机变量或随机过程.运用概率论的计算方法,推导出了上述随机变量或过程的前二阶矩的解析表达式,得到了模拟风场的统计特征时域估计的偏度误差和随机误差.将三变量过程的结果加以推广,给出了误差计算的通式.通过算例中统计误差值和理论误差值的对比,验证解析解的正确性.探讨了可能的降低随机误差的方法.求得的误差闭合解将有利于结合误差传播理论进行可靠性分析.