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下击暴流非平稳脉动风速数值模拟.pdf
振 动 与 冲 击
第33卷第14期 JOURNAL OF VIBRATION AND SHOCK Vol.33 No.14 2014
下击暴流非平稳脉动风速数值模拟
李锦华,吴春鹏,陈水生
(华东交通大学 土木建筑学院,南昌 330013)
摘 要:针对大气边界层近地风不同、下击暴流平均风速具有明显时变性及脉动风速具有较强非平稳特征,通过
Kaimal非均匀调制函数的建立方法,获得Davenport调制函数、Simiu调制函数、Harris调制函数,为有效实现非平稳脉动
风速模拟提供首要条件;考虑自回归AR模型时变性,建立非平稳随机过程TAR时变模型,为实现非平稳脉动风速模拟
提供有效方法;考虑下击暴流平均风速时变特征,对下击暴流非平稳脉动风速进行模拟。结果表明,模拟的下击暴流非平
稳脉动风速相关性随不同位置间距增大而减弱,振幅随时变平均风速增大而增大,与实际风场特性吻合,表明非均匀调制
函数有效;功率谱时变特征明显,与目标时变谱时变特征吻合,且样本统计平均功率谱、相关函数与目标均吻合,表明下击
暴流非平稳脉动风速模拟方法有效。
关键词:下击暴流;非平稳;脉动风速;数值模拟;时变平均风速
中图分类号:TU 311 文献标志码:A DOI:10.13465/j.cnki.jvs.2014.14.010
Simulation ofnonstationary fluctuating wind velocity in downburst
LIJinhua,WUChunpeng,CHENShuisheng
(Department ofCivil Engineering,East ChinaJiaotong University,Nanchang330013,China)
Abstract: Distinct from the atmospheric boundary layerwind,the average wind speed ofdownburst hasobservable
timevarying characteristics,and the fluctuating part of the wind speed of downburst possesses strongly nonstationary
characteristics.According to the evolutionary spectrum theory,for effectively simulating the nonstationary fluctuating
wind,it is neccessary to establish a nonuniform modulation function of the power spectrum and to provide an efficient
simulation method ofnonstationarywind speed.To do this,the method to create Kaimal nonuniform modulationfunction
was used to obtain other appropriate modulation functions of power spectra,such as Davenport,Simiu and Harris,
providing the precondition for simulating nonstationary fluctuating wind.Then,founded on the autoregressive (AR)
model to further consider the time variability,a timevarying autoregressive (TAR
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