基于协方差本征变换与谐波合成法的随机风场模拟

为解决谐波合成法模拟多变量随机脉动风场计算效率低下，内存易超限的问题，提出了协方差本征变换与谐波合成法相结合的风场模拟新方法。在谐波合成法和协方差本征变换的基础上，采用基于方差比的模态截断准则缩阶互谱密度矩阵，以减少矩阵的Cholesky分解次数，同时运用FFT技术来提高谐波项的合成速度，并给出了该方法的误差控制指标。通过算例表明上述方法可有效减少整个模拟过程的计算时间，采用方差比模态截断准则可保证所有节点位置的样本方差具有较高精度，模拟样本的功率谱密度、相关函数与目标值较为符合，并且具有较好的随机性。证实了所提出方法可以高效、准确地的模拟出随机脉动风场。