导读:本文包含了脉动风模拟论文开题报告文献综述、选题提纲参考文献及外文文献翻译，主要关键词:荷载,谱表,数值,功率,风速,线性,成法。
脉动风模拟论文文献综述
孙亭亭,黄鹤,杨吉新,黎建华,周兴宇[1]（2019）在《脉动风作用下近距离并列拉索风场数值模拟》一文中研究指出为了研究近距离并列拉索在风荷载作用下的相互作用机理,利用Matlab数值分析软件模拟脉动风速谱,将模拟的结果导入流体力学计算软件Fluent中,采用RNGk-ε湍流模型,对并列拉索3种不同高度处流场分布进行数值分析.研究结果表明:拉索迎风面风压力随着高度增加而不断增大,呈现一定的规律性;上游拉索两侧产生的剪切流会沿着轴线向下并在后端产生涡流,涡流在两索之间的空隙中不断交替产生,使得下游拉索受力情况变得复杂;下游拉索极易出现涡激振动,且随高度增加,流场分布更加紊乱.(本文来源于《青岛理工大学学报》期刊2019年04期）
孙业华[2]（2019）在《高层建筑平扭脉动风荷载模拟及表面风场重构研究》一文中研究指出随着社会经济的发展和科学技术的进步,高层建筑向着高度越来越大、刚度越来越柔的趋势发展,对风荷载的作用显得特别敏感。在强风作用下,建筑振动过大导致的居住不适和建筑外围护损坏造成的财产损失事件时有发生。因此,高层建筑抗风设计不仅关注结构自身的安全性,对正常使用条件下居住安全性研究也显得非常必要。随着大量高层建筑安装非线性阻尼设备,需在时域内研究结构平扭风振响应,由此对作用在建筑物上动力风荷载的确定提出了新的挑战。本文研究大致可分为两个部分:高层建筑平扭脉动风荷载模拟和高层建筑表面风压场重构研究。主要内容包括以下几个方面:1、顺风向脉动风激励数值模拟与结构响应研究。对于符合拟定常假设的高层建筑,假定风荷载时间序列符合高斯分布是合理的。根据Davenport、Kaimal、Von Kármán提出的风速谱和Davenport提出的空间相干函数,采用谐波合成法分别模拟出沿楼层高度分布的顺风向脉动风速时程。对典型矩形高层建筑进行风振时程分析,结果表明:von Kármán谱模拟计算加速度根方差(RMS)值与我国荷载规范、美国圣母大学空气动力数据库(UND)加速度根方差(RMS)值基本一致,Davenport谱结果会过大估计加速度响应约25%,Kaimal谱结果会低估加速度响应约20%。在此基础上研究了考虑顺风向气动阻尼的结构响应规律,随着折减风速的增大,结构加速度响应根方差RMS减小5%~16%,结构顶部位移响应根方差RMS减小5%~20%。2、横风向脉动风激励数值模拟与结构风振响应。由于横风向涡激气动力与结构运动相关性较强,考虑楼层质量分布对建筑横风向脉动风力的影响,本文提出了一种改进的矩形高层建筑横风向脉动激励模拟方法。首先将沿建筑高度分布的横风向加速度谱和楼层质量转化为沿楼层高度分布的横风向惯性力谱,结合横风向力谱的竖向相干函数,模拟出沿建筑高度分布的横风向脉动力时间序列,所模拟的横风向力谱与目标谱吻合较好,能准确反映出横风向脉动力谱窄带宽峰值特性。研究表明:横风向第1阶结构振型占主导,第2阶振型对结构加速度贡献也较大。当结构2/3高度楼层设置黏滞阻尼器时,第2阶频率对应的功率谱峰值减弱较为明显,峰值统计值平均降低约为43.1%,因此计算加速度时至少考虑前2阶振型。在此基础上研究横风向气动阻尼效应,当折减风速约为10.02时,顶部位移出现最大横风向位移峰值,位移根方差增大约57.2%。结构抗风设计时应采取有效措施避开该范围的气动效应。3、扭转向脉动风荷载数值模拟与风致振动研究。考虑建筑层间转动惯量分布对建筑扭转向脉动扭矩力矩的影响,本文提出了一种矩形高层建筑扭转向脉动风荷载的模拟方法。首先提出的建筑顶部扭转角加速度公式与日本建议结果吻合较好,能反映不同厚宽比的扭转角加速度特征。利用达朗贝尔原理,将建筑层间转动惯量和扭转角加速度谱转化成层间扭转功率谱,结合扭转竖向相干函数,模拟出沿楼层高度分布的扭转向脉动风荷载时程。在时域内得到的扭转角加速度响应平均RMS略大于UND数据库结果10%左右,在统计意义上是一致的。此外,结构扭转加速度响应仍以扭转第一阶振型贡献为主。4、高层建筑表面脉动风压场的外推插值重构。为提高建筑边缘或角部区域风压场脉动风压外推插值重构计算精度,本文引入冯·卡门函数,提出了一种改进的POD-Kriging法。由于赫斯特指数和风场相关长度具有一定的先验性,可通过已知测量数据确定先验参数的取值,使该模型在计算过程中已经具有一定风压场统计特征。由重标极差法得到建筑迎风面的赫斯特指数在[0.75-0.85]范围,表明数据的时间序列具有长期记忆效应,属于自相似的随机过程。边角区域外推插值重构精度优于叁次样条插值方法和克里格线性变异函数模型。(本文来源于《南昌大学》期刊2019-06-30）
宋玉鹏,陈建兵,彭勇波[3]（2019）在《基于波数-频率联合演变功率谱的一维空间非均匀脉动风场模拟》一文中研究指出在高层建筑、大跨桥梁和大型风力发电系统等大型工程中,风荷载对结构的安全性至关重要、甚至是起控制作用的要素。因此,脉动风速场的模拟具有重要意义。谱表达方法得到了广泛的应用。但经典的谱表达方法需要对互功率谱矩阵的逐个频率点进行Cholesky分解或本征正交分解(POD),当模拟的空间点数较多时,分解效率非常低下、甚至可能出现矩阵奇异而难以实现。基于波数-频率联合功率谱或联合演变谱,不需要Cholesky分解或POD,可以方便地实现均匀或非均匀脉动风场的模拟。当模拟点为等间距点时,该方法能够使用FFT技术提高模拟效率,而当模拟点为非等间距点、不能使用FFT技术时,模拟效率依然有待提高。鉴于此,该文引入"结构化"非均匀离散方法和"舍选法"思想,建议了二维波数-频率域的非均匀离散策略,显着地提高了模拟效率。以某桥塔的一维空间非均匀脉动风场的数值模拟为例,验证了该方法的有效性。(本文来源于《工程力学》期刊2019年02期）
孙亭亭,杨吉新,黎建华,周兴宇[4]（2018）在《基于脉动风作用下的大跨度桥梁拉索风场数值模拟》一文中研究指出采用Kaimal脉动风速谱,利用MATLAB模拟脉动风的瞬时风速时程并导入计算流体力学软件中,选择RNGk-ε模型,考虑在高雷诺数的作用下,对大跨度桥梁的拉索风场数值模拟。采用结构性网格建立流场模型,分别选取30 m和80 m高度处分析流场和风压力系数的变化;选取50 m高度处分析速度矢量;选取80 m高度处分析流速和迹线变化;选取拉索中心位置、拉索尾端分析拉索周围压力分布,并进行数值模拟。计算结果表明,对比文献中风洞试验的结果,流场中流体的分布特征符合类似研究的结论,可以得到合理精度的数值解;在拉索周围上、下表面形成涡街,涡流沿中轴线运动并呈现对称的形状;拉索表面压力分布和文献中风洞试验结果较吻合,并且符合工程实际。(本文来源于《山东农业大学学报(自然科学版)》期刊2018年05期）
宋浩[5]（2018）在《基于AR模型模拟的转体桥梁脉动风数时程》一文中研究指出桥梁转体施工中容易受到环境风的影响,脉动风荷载是施工控制的关键。基于AR(P)线性滤波法,结合环境风的空间相关性,依据转体结构特征确定分析参数,利用Davenport脉动风谱,在matlab软件中实现对某转体桥梁脉动风速数值模拟,最终得到脉动风速时程曲线和功率谱曲线。不仅可以为转体桥梁风致振动分析提供数据参考,还能为今后转体桥梁抗风设计与应用研究提供借鉴。(本文来源于《黑龙江交通科技》期刊2018年07期）
刘章军,刘增辉[6]（2018）在《随机脉动风场的谱表示降维模拟》一文中研究指出基于正交随机变量的谱表示,引入随机函数的约束条件,提出了随机脉动风场模拟的谱表示降维方法。从谱表示模拟公式中所需随机变量的数量及约束条件两方面,厘清了经典谱表示与基于正交随机变量谱表示的区别。将正交随机变量集表达为两个基本随机变量的正交函数形式,使基于正交随机变量谱表示的随机度从数万降低为2,极大地减少了随机脉动风场模拟的计算量。通过构造两类不同的正交随机函数形式,分别对高层建筑沿高度变化的水平向脉动风场进行模拟,均能获得较高的模拟精度,检验了此方法的有效性。研究表明:此方法仅需2个基本随机变量即可在密度层次上反映脉动风场的概率特性,且生成的233条代表性时程构成一个完备的概率集,进而可结合概率密度演化理论进行工程结构抗风可靠度精细化分析。(本文来源于《振动工程学报》期刊2018年01期）
董新胜,李勇杰,马捍超,张东,郭克竹[7]（2017）在《超(特)高压变电站高耸结构避雷针脉动风荷载模拟》一文中研究指出近年来发生了若干起高压变电站高耸结构避雷针在风力作用下倒塌的事故,本文通过在事故变电站对季节性风进行实测,对随机脉动风速数值进行模拟分析,分别获得避雷针10、13、24、33、42、52m高度处脉动风速时程曲线及模拟谱、目标谱的对比。在得到风速时程曲线的基础上,对避雷针不同高度处的随机脉动风荷载进行了模拟。应用有限元分析软件对避雷针动力特性进行了仿真,表明避雷针在构架平面外的刚度要小于构架平面内的刚度,说明在风荷载作用下该类型避雷针更易于发生风来流方向的横向(构架平面外)振动。(本文来源于《电气工程学报》期刊2017年12期）
陈铃伟[8]（2017）在《基于傅里叶合成法的大气边界层脉动风场大涡模拟》一文中研究指出随着现代建筑往高耸和大跨的方向发展,建筑的风敏感性越来越受到重视。快速发展的计算风工程为建筑绕流分析提供了有效手段,其中大涡模拟方法是目前研究的热点。在大涡模拟中,生成入口边界脉动来流是真实模拟建筑周围风场的先决条件。目前傅里叶合成法因其使用方便且计算快速等优点已被广泛使用,但仍然存在无法严格满足所有目标湍流特性等问题。为研究傅里叶合成法公式中各参数与实现目标湍流特性之间的内在机理,本文明确了目标湍流特性易混淆的基本概念及各目标湍流特性的适用范围,并针对基于Kraichnan等提出的方法改进得到的四种傅里叶合成法的基本公式,从脉动风速均值、均方值、风速谱、时间相关性、空间相关性及随机性六个方面进行相关参数理论研究,分析了各个方法实现目标湍流特性的准确程度并指出各方法在应用过程中的一些注意事项。研究结果表明分析的四种傅里叶合成法均未考虑实现目标积分尺度,且只能通过试算的方式使生成的脉动风场的空间相关性与目标值近似,计算量较大。针对目前傅里叶合成法的不足,提出了一种改进的入流湍流生成技术CIRFG(Correlation Improved Random Flow Generation)方法。通过分析比较目标湍流统计特性的特点及适用性,确定了改进的方法拟满足的目标湍流特性。依据傅里叶合成法相关参数与实现目标湍流特性之间的内在机理,理论推导了改进的方法能够严格满足积分尺度和任意顺风向脉动分量的横向空间相关系数。并通过生成入口边界的脉动风场,验证了改进方法的理论推导的准确性,且与CDRFG(Consistent Discrete Random Inflow Generation)和NSRFG(Narrow Spand Random Flow Generator)方法进行对比分析,验证了改进方法能够满足更多的目标湍流特性且具有更高的计算效率。运用改进的方法生成的脉动风场作为大涡模拟入口边界条件,对CAARC(Commonwealth Advisory Aeronautical Research Council)标准模型进行数值风洞模拟,并与风洞实验结果进行对比分析,验证了改进方法具有准确性和适用性。同时与CDRFG和NSRFG两方法进行比较分析,验证了改进方法具有模拟精度更高的优势。(本文来源于《哈尔滨工业大学》期刊2017-12-01）
杨波[9]（2016）在《随机脉动风场的数值模拟》一文中研究指出近地层内的空气运动是一种随机的湍流运动,在研究其湍流特性时,通常将空间一点的风速看做是由平均风和脉动风两部分组成,其中平均风速的值不随时间发生变化,脉动风则反映了大气边界层的湍流特性,其数值和方向随时间而随机变化,周期只有几秒到几十秒。因此准确、高效的模拟满足指定特性的脉动风场是研究大气湍流运动的基础。本文模拟了近地层内的随机脉动风场,主要研究内容如下:首先,对近地层内风场的数值模拟研究现状进行了总结,介绍了近地层内风场的基本特性,将脉动风看做是平稳高斯随机过程,分别以线性滤波法、谐波迭加法和逆傅里叶变换法编制了模拟程序,模拟空间单点的顺风向和竖风向脉动风速,对比了目标功率谱与模拟功率谱的吻合程度,计算了二者之间的偏差以及时间相隔为0 s时的自相关函数。结果表明模拟功率谱与目标功率谱之间的吻合程度较好,偏差较小,说明上述叁种模拟方法行之有效。其次,分析叁种模拟方法的优缺点,选择线性滤波法模拟空间多点相关的脉动风速,依据基本算法编制计算程序,基于目标功率谱模拟近地层内10m及以下多点的顺风向和竖风向脉动风速。从模拟所得结果来看:线性滤波法模拟的空间多点脉动风速随机性较好,模拟功率谱和目标功率谱之间吻合度较高,由计算得到的互相关函数可以看出,相邻点的相干性较强,相距越远,相干性越弱,结果满足空间相关性检验。最后,依据模拟结果,计算了各模拟点的顺风向湍流强度以及湍流积分尺度,并拟合出它们随距离地面高度和地面粗糙度变化的关系式。(本文来源于《兰州大学》期刊2016-05-01）
沈炼,韩艳,蔡春声,董国朝[10]（2015）在《基于谐波合成法的大涡模拟脉动风场生成方法研究》一文中研究指出为准确模拟大涡模拟入口处的脉动信息,在充分考虑脉动风场的功率谱、相关性、风剖面等参数前提下,运用谐波合成方法生成了满足目标风场湍流特性的随机序列数,通过对FLUENT软件平台进行二次开发,将生成的随机序列数赋给大涡模拟的入口边界,从而实现了大涡模拟的脉动输入.基于风洞试验数据,分别建立了两种模拟脉动风场的数值模型,一为没有任何障碍物的空风洞,运用谐波合成方法生成的随机序列数作为入口边界来生成脉动信息;二为与真实风洞一致的尖劈粗糙元风洞,采用平均风作为入口边界,利用尖劈粗糙元对风场的扰动来产生脉动信息.通过对比两种数值模型发现:基于谐波合成方法生成的脉动风场可作为大涡模拟的入口边界,可为大涡模拟脉动入口研究提供参考.(本文来源于《湖南大学学报(自然科学版)》期刊2015年11期）
脉动风模拟论文开题报告
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
随着社会经济的发展和科学技术的进步,高层建筑向着高度越来越大、刚度越来越柔的趋势发展,对风荷载的作用显得特别敏感。在强风作用下,建筑振动过大导致的居住不适和建筑外围护损坏造成的财产损失事件时有发生。因此,高层建筑抗风设计不仅关注结构自身的安全性,对正常使用条件下居住安全性研究也显得非常必要。随着大量高层建筑安装非线性阻尼设备,需在时域内研究结构平扭风振响应,由此对作用在建筑物上动力风荷载的确定提出了新的挑战。本文研究大致可分为两个部分:高层建筑平扭脉动风荷载模拟和高层建筑表面风压场重构研究。主要内容包括以下几个方面:1、顺风向脉动风激励数值模拟与结构响应研究。对于符合拟定常假设的高层建筑,假定风荷载时间序列符合高斯分布是合理的。根据Davenport、Kaimal、Von Kármán提出的风速谱和Davenport提出的空间相干函数,采用谐波合成法分别模拟出沿楼层高度分布的顺风向脉动风速时程。对典型矩形高层建筑进行风振时程分析,结果表明:von Kármán谱模拟计算加速度根方差(RMS)值与我国荷载规范、美国圣母大学空气动力数据库(UND)加速度根方差(RMS)值基本一致,Davenport谱结果会过大估计加速度响应约25%,Kaimal谱结果会低估加速度响应约20%。在此基础上研究了考虑顺风向气动阻尼的结构响应规律,随着折减风速的增大,结构加速度响应根方差RMS减小5%~16%,结构顶部位移响应根方差RMS减小5%~20%。2、横风向脉动风激励数值模拟与结构风振响应。由于横风向涡激气动力与结构运动相关性较强,考虑楼层质量分布对建筑横风向脉动风力的影响,本文提出了一种改进的矩形高层建筑横风向脉动激励模拟方法。首先将沿建筑高度分布的横风向加速度谱和楼层质量转化为沿楼层高度分布的横风向惯性力谱,结合横风向力谱的竖向相干函数,模拟出沿建筑高度分布的横风向脉动力时间序列,所模拟的横风向力谱与目标谱吻合较好,能准确反映出横风向脉动力谱窄带宽峰值特性。研究表明:横风向第1阶结构振型占主导,第2阶振型对结构加速度贡献也较大。当结构2/3高度楼层设置黏滞阻尼器时,第2阶频率对应的功率谱峰值减弱较为明显,峰值统计值平均降低约为43.1%,因此计算加速度时至少考虑前2阶振型。在此基础上研究横风向气动阻尼效应,当折减风速约为10.02时,顶部位移出现最大横风向位移峰值,位移根方差增大约57.2%。结构抗风设计时应采取有效措施避开该范围的气动效应。3、扭转向脉动风荷载数值模拟与风致振动研究。考虑建筑层间转动惯量分布对建筑扭转向脉动扭矩力矩的影响,本文提出了一种矩形高层建筑扭转向脉动风荷载的模拟方法。首先提出的建筑顶部扭转角加速度公式与日本建议结果吻合较好,能反映不同厚宽比的扭转角加速度特征。利用达朗贝尔原理,将建筑层间转动惯量和扭转角加速度谱转化成层间扭转功率谱,结合扭转竖向相干函数,模拟出沿楼层高度分布的扭转向脉动风荷载时程。在时域内得到的扭转角加速度响应平均RMS略大于UND数据库结果10%左右,在统计意义上是一致的。此外,结构扭转加速度响应仍以扭转第一阶振型贡献为主。4、高层建筑表面脉动风压场的外推插值重构。为提高建筑边缘或角部区域风压场脉动风压外推插值重构计算精度,本文引入冯·卡门函数,提出了一种改进的POD-Kriging法。由于赫斯特指数和风场相关长度具有一定的先验性,可通过已知测量数据确定先验参数的取值,使该模型在计算过程中已经具有一定风压场统计特征。由重标极差法得到建筑迎风面的赫斯特指数在[0.75-0.85]范围,表明数据的时间序列具有长期记忆效应,属于自相似的随机过程。边角区域外推插值重构精度优于叁次样条插值方法和克里格线性变异函数模型。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
脉动风模拟论文参考文献
[1].孙亭亭,黄鹤,杨吉新,黎建华,周兴宇.脉动风作用下近距离并列拉索风场数值模拟[J].青岛理工大学学报.2019
[2].孙业华.高层建筑平扭脉动风荷载模拟及表面风场重构研究[D].南昌大学.2019
[3].宋玉鹏,陈建兵,彭勇波.基于波数-频率联合演变功率谱的一维空间非均匀脉动风场模拟[J].工程力学.2019
[4].孙亭亭,杨吉新,黎建华,周兴宇.基于脉动风作用下的大跨度桥梁拉索风场数值模拟[J].山东农业大学学报(自然科学版).2018
[5].宋浩.基于AR模型模拟的转体桥梁脉动风数时程[J].黑龙江交通科技.2018
[6].刘章军,刘增辉.随机脉动风场的谱表示降维模拟[J].振动工程学报.2018
[7].董新胜,李勇杰,马捍超,张东,郭克竹.超(特)高压变电站高耸结构避雷针脉动风荷载模拟[J].电气工程学报.2017
[8].陈铃伟.基于傅里叶合成法的大气边界层脉动风场大涡模拟[D].哈尔滨工业大学.2017
[9].杨波.随机脉动风场的数值模拟[D].兰州大学.2016
[10].沈炼,韩艳,蔡春声,董国朝.基于谐波合成法的大涡模拟脉动风场生成方法研究[J].湖南大学学报(自然科学版).2015
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