风场分形特性及缺失数据插补研究.pdf

要摘随着高层建筑、大跨结构、高耸塔等建筑物不断涌现,风荷载在这类结构上起的作用愈来愈重要,有些甚至起关键作用。结构在风荷载作用下的动力响应研究受到越来越多研究者的重视,而开展这个方面的研究需要获取合理、有效的风速时程。分形理论作为非线性科学中的一个分支,可以定性或定量分析不规则的几何体和复杂现象,目前已经被广泛运用到多个学科领域。尽管分形理论在风工程中运用不多,但在研究分形开始就表明可以利用分形理论分析湍流。本文在前人研究的基础上深入研究风场的分形特性。现场实测是一种重要的风工程研究方法。通过现场实测,可以获得比较全面、可靠的数据。由于野外实测的天气恶劣、仪器故障等原因,实测的风速或风压数据会出现异常或缺失。鉴于采集到的数据都是随时间变化的动态数据,本文在实测数据基础上,采用绝对均值法剔除其中的异常数据,然后基于时间序列模型,利用缺失段前后的有效数据插补出缺失段的风速值,从而保证了实测数据的合理、首先,本文对风场分形特性及实测风速缺失数据插补的研究现状进行了综述,其次,本文通过实例采用疭法对风速时程进行分析,证实了风速时程具有分形特性。在此基础上,本文利用计算了风速时程的盒维数,同时首次讨论了风洞中不同高度、不同风场类别下风速时程的分形维数的特点,然后利用具有分形特性的随机型狹D饬撕妥匀环绫冉辖咏姆缢再次,本文对风场实测中异常和缺失数据的插补进行了研究。详述了三种平稳时间序列模型以及模型的建立步骤。本文通过实例采用绝对均值法剔除实测风速的异常数据,基于时间序列模型,利用缺失段之前、之后的有效数据分别顺推、逆推出两组风速值,然后将这两组数据对应点处的均值作为缺失段中的插补值,结果显示插补值与实际值之间的误差很小。最后,对全文的研究工作进行总结,并对下一步的研究工作进行展望。关键词:风场;分形特性;盒维数;风速模拟;插补。完整。并归纳了国内外学者在这方面做出的研究。时程。硕士学位论文
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插图索引图美国塔科马桥扭转振动及破坏⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯.图遭受风灾的江苏某体育场⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯.图窗户被飓风卡特里娜损坏的新奥尔良凯悦酒店⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯图高度κ挡庋⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯.图高度ρ的疭分析⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯.图风洞獾梅缢俚腞/治觥图高度挡夥缢傺和样本暮形图风洞模拟四类风场下测得高处顺风向风速时程的盒维数分析图⋯图风洞模拟的四类风场下风速时程的盒维数⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯图高度挡庋的脉动风速与分形函数模拟的脉动风速⋯⋯⋯⋯图假定失真的实测风速时程以及均值化后的风速时程⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯..图缺失段之前鍪莸淖韵喙叵凳图缺失段之前的鍪莸囊唤撞罘中蛄小图遭受飓风卡特里娜的新奥尔良多层建筑⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯..图高度κ挡庋⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯一图高度ρ的疭分析⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯.图高度κ挡庋⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯图高度ρ的疭分析⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯.图风洞獾梅缢俚腞/治觥图风洞獾梅缢俚腞/⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯.图高度挡夥缢傺緇和样本暮形图高度挡夥缢傺緇和样本暮形图实测风速的盒维数随时间尺度的变化⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯■⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯.⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯图存在缺失的风速时程⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯图风场分形特性及缺失数据捅补研究Ⅵ
图缺失段之前鍪莸亩撞罘中蛄小图缺失段之前鍪荻撞罘趾蟮牟宀剐蛄小图顺推插补出的风速与实际风速序列对比⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯图笔Ф沃个数据的二阶差分序列⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯一图笔Ф沃个数据二阶差分后的残差⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯一笔Ф沃个数据二阶差分后的插补序列⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯图嫱撇宀钩龅姆缢儆胧导史缢傩蛄卸员取图宀怪岛褪导史缢傩蛄卸员韧肌宀购蠓缢俸驮挤缢傩蛄械墓β势住图缺失段之前鍪荻撞罘中蛄械淖韵喙叵凳推韵喙叵凳图缺失段之前鍪荻撞罘趾蟮牟胁睢图笔Ф沃个数据二阶差分后的自相关系数和偏自相关系数⋯⋯.图硕士学位论文
附表索引表分形几何学与欧氏几何学的差异⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯表高度Ω鞲鍪挡夥缢傺镜腍指数值⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯.表高度Ω鞲鍪挡夥缢傺镜腍指数值⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯表高度Ω鞲鍪挡夥缢傺镜暮形怠表高度Ω鞲鍪挡夥缢傺镜暮形怠表插补