大跨空间结构风模拟的改进方法及其小波识别

大跨空间结构风速时程模拟需考虑风的时间相关性和空间相关性。利用线性滤波器法并结合快速Foutier变换（FFT）对球面网壳结构进行多点脉动风速时程模拟，较好地解决风速时程的模拟精度、模拟速度和计算稳定性问题。利用小波变换良好的时频局部化性质和可变的聚焦特性，针对模拟的风速时程低频含量较少的特点，利用haar小波对风速时程进行小波分解和识别，修正分解后的低频含量。计算显示，重构修正后的风速时程在时域和频域上均更逼近目标风速时程。     

空间结构三维风时程模拟及其小波分析

基于谐波叠加法和快速傅里叶变换提出改进方法,用于大跨空间结构的三维相关风速时程模拟。风速功率谱被分解为频率谱函数和相干函数;研究表明在空间三个方向上模拟风速功率谱皆收敛于目标风谱。小波分析在时域和频域上同时具有良好局部化特性。使用小波技术对模拟的风速时程进行时频分析,利用离散小波变换分解和重构风速时程,用小波系数描述风速信号特性。采用最大熵值法减少风速时程分析在时频域上的信息损失并提高效率。计算显示,改进方法速度快、精度高,弥补了传统手段模拟空间结构三维风速时程耗时冗长、精度低的缺陷,小波分析在风速时程分析中具有理想的可靠性和保真性。     

大跨空间结构风振响应及其计算与试验方法

大跨空间结构体系广泛应用于工业和民用建筑中，并且日趋大型化，多样化，复杂化，风荷载已成为该类结构抗风设计，防灾减灾分析的控制荷载之一，文中针对大跨空间结构，分析了风振形式及其机理，阐述了风振响应计算方法和试验方法。指出随机振动理论，有限单元法和数值分析理论是大跨空间结构风振响应计算的有效理论工具，风洞试验是研究结构风振的主要实验手段，结构风振数值模拟方法具有广阔发展前景。最后，提出值得进一步研究的若干问题。     

小波分析在结构风工程中的应用

小波变换因其在时-频两域都具有表征信号局部特征的能力而成为非平稳信号分析的有力工具,在土木工程的各个领域得到了广泛应用.简要介绍了小波变换的基本原理,系统总结了近年来小波分析在结构风工程中的风荷载模拟、风场特性研究、风与风压的相互关系以及模态参数识别中的国内外现状,并对小波变换在结构风工程中的应用前景进行了展望.     

大跨高耸柔性结构的风致振动

我国的改革开放政策带来了大跨度桥梁和高耸结构建设的高潮。随着结构跨度和高度的增大,风对这些柔性结构的作用就不限于静力风荷载,而必须考虑各种风致振动问题,以及由此引起的动力风效应。 国际风工程界对结构风效应的研究已着重于非线性风致振动的精细化,结构气动参数的精确识别以及为风洞试验所需的紊流风场的真实模拟。结构抗风设计也正从确定性方式向基于可靠性理论的概率性评价过渡。 为了使我国结构风工程领域的研究全面赶上世界先进水平,并为解决进入21世纪的特大跨度桥梁和超高层建筑中的风工程问题作好准备,本文提出了一些迫切需要进行的研究热点。     

复杂体型大跨建筑的风荷载预测与抗风设计

该文针对防城港文化艺术中心项目在抗风设计中的相关问题,综合运用CFD数值模拟方法、刚性模型测压试验和动态风振计算等研究手段,深入分析了该大型复杂体型大跨建筑屋盖表面的风荷载,为结构设计提供了详尽的风荷载数值依据。即在建筑方案阶段,采用CFD数值模拟对屋盖风压进行初步研究,将得到的平均体型系数作为初步设计的依据;确定建筑...     

大跨空间结构理论研究和工程实践

结构形式的创新和有力的理论研究支持,是大跨空间结构健康发展的两个关键因素。文章结合笔者参与的若干大型工程,从一个侧面反映我国十余年来在空间结构形式创新方面所进行的努力。简要介绍了笔者在悬索体系解析计算理论、单层网壳结构稳定性、网壳抗震性能和振动控制、悬索和薄膜结构的风致动力响应等理论研究领域取得的一些进展     

大跨空间网壳结构稳定分析

本文应用有限元法对空间网壳结构进行了非线性稳定分析，采用以修正的Ｎ－Ｒ法为基础的联合法用网壳结构的平衡路径进行了跟踪，得到了合理的临界荷载，并通过算例讨论了网壳层散，网格形式等对网壳结构稳定性的影响。     

大跨屋盖结构多目标等效静力风荷载

为解决大跨屋盖结构等效静力风荷载计算中存在的多个响应目标等效问题,对多目标等效静力风荷载分析方法进行了研究。根据结构风振响应特性,基于LRC法基本原理推导了构造大跨屋盖结构多目标等效静力风荷载的基本分量,包括背景分量、共振分量及其二者的耦合项分量,该基本分量能够实现与风振响应各分量的完全对应。在此基础上,建立了多目标等效静力风荷载的求解方程,同时为限制奇异荷载的出现,引入了边界条件方程,据此求解得到了能够满足大跨屋盖结构多个响应目标的等效静力风荷载。为提高精度,还根据目标响应与静力响应间误差对求得的多目标等效静力风荷载进行修正。最后,采用所提方法对国家体育场大跨屋盖结构多目标等效静力风荷载分析计算表明,所得等效静力风荷载作用下结构静力响应与多目标响应吻合较好,验证了所提方法的有效性。     

大跨屋盖结构风振响应参数灵敏度分析

对典型大跨屋盖结构风振响应开展参数灵敏度研究,目的是定量评估各种不确定因素对结构风振响应不确定性的贡献率,获得不确定性在风荷载与风振响应间的传递规律。首先结合Sobol'方差分解法和拉丁超立方抽样技术建立适用于大跨屋盖结构的全局灵敏度分析方法,通过多次采样风洞试验获得大量脉动风荷载时程,作为灵敏度分析的输入变量。合理建立结构参数概率统计模型,分别应用局部和全局灵敏度分析方法对典型大跨屋盖结构极值风振响应进行了参数灵敏度分析,研究发现：多个参数共同随机变化时,结构极值风振响应近似服从广义极值分布;结构风振响应的不确定性主要受风荷载不确定性控制;结构风振响应的参数灵敏度与共振响应在总响应中的比重有关,共振响应占比越大,结构对风荷载越敏感。     

小波分析在空间随机风场模拟中的应用

采用小波分析的方法对具有空间相关性的随机风场进行模拟.在模拟过程中,首先依据小波的多分辨率特性及小波重构算法生成一系列不相关的一维风速时程样本,其中尝试采用ARMA(自回归滑动平均)法产生每一尺度小波系数并推导了相应的计算公式.然后依据风场的空间相关特性,修正已生成的不具有相关性的随机场样本,最终合成具有指定相关特性的空间风场,并通过算例验证了这种方法的有效性.     

基于SYM小波的多点风压信号预处理方法及其应用

本文在对几类小波基的降噪效果进行分析的基础上,确定了一种小波降噪方案,将其应用到典型大跨与高层结构风洞试验同步测压信号的预处理,分析了仪器噪声对极值风压、风致位移和加速度响应计算结果的影响。结果表明：symN小波为风压信号预处理的最优小波基,通过调整其消失矩阶数可以分别获得不同信噪比信号的最佳降噪效果。对于一体育场屋盖,仪器噪声对最大峰值负压估计的影响较小,但会不同程度地高估大跨度屋盖结构的位移响应,仪器噪声会使得位移的共振和背景分量分别被高估7.69%和70.6%,并最终使总响应被高估16.96%。对于某439m高的超高层建筑结构,较长重现期风速作用下结构风致响应的计算受仪器噪声影响相对较小;但对于较短重现期风速来说,噪声对建筑顶部峰值加速度响应估算的影响依然不容忽视,采用有效的减噪措施可以提高风致峰值加速度的估算精度。     

粘接结构超声信号的小波分解与特征提取

粘接结构因其独特的物理、机械和声学特性在诸多领域具有非常广泛的应用，对于铝合金-橡胶这样一种金属-非金属粘接结构的超声检测信号，本文利用了小波变换的多分辨率分析(时频分析)的方法，有效地提取出了反映多层材料粘接状况的信号特征，该特征提取方法可用在粘接结构的无损检测中。     

失效风电塔架的设计分析

对一座失效风电塔架进行了静强度、动力学分析以及疲劳强度的设计分析,从而指出该风电塔架的失效是由于焊接结构中可能存在缺陷,同时指出风电塔架在疲劳设计中应考虑疲劳载荷的随机性和结构的缺口性。     

海上浮式风机动力学仿真分析研究进展

海上浮式风机是向深远海获取风能的关键基础装备。由于其基础大幅度飘浮运动,且受到气动力、水动力及两者与结构产生的耦合作用,海上浮式风机的动力学特性复杂,研究其动力学有助于指导其设计、开发、运行和维护。从风机机身气动力学、飘浮基础水动力学、风浪流结构耦合动力学3个方面对近年来海上浮式风机动力学仿真分析的研究进展进行了综述分析,总结了目前该领域的研究成果和特点,指出了今后的研究趋势,以期为该领域的进一步研究提供参考。     

地震动信号小波谱分析与结构损伤评估

地震动是一个复杂的非平稳随机过程，基于傅立叶变换的传统谱分析方法已经难以发挥作用，小波变换因其在时一频两域都具有表征信号局部特征的能力而成为非平稳信号分析的有力工具。通过采用小波能量理论对一个三层钢筋混凝土框架一剪力墙模型地震模拟振动台试验实测数据进行了不同小波中心频率下的小波谱分析，探索了在同一地震中信号能量累积和能量累积变化率与结构动力特性变化的关系；提出了小波传递函数的方法并将其用于不同加载条件后结构模态参数的求解，清晰地得到了结构在不同地震后力学性能的退化趋势。     

小波分析在结构物对爆破振动响应的能量分析法中的应用

文章采用小波分析方法对工程爆破中引起的地震动信号能量进行了分析,得出了小波系数与信号能量之间的关系,并用工程实测的数据进行分析,验证了文章中理论推导所得的结论。作者认为由于小分析在时－频程上的特性,它在分析爆破振动信号能量时具有重要的推广意义。     

草帽型大跨空间结构的风压数值模拟与关键参数影响分析

基于计算流体动力学（CFD）和SST k-ε湍流模型,运用FLUENT软件针对草帽型大跨空间结构表面风压及其规律进行数值模拟和分析比较,运用典型算例分析对比模拟结果与既有文献结果,以验证数值模拟的可信性。系统性研究了结构高跨比等关键参数对草帽型空间结构表面不同部位风压分布的影响。