風(fēng)場分形特性及缺失數(shù)據(jù)插補研究.pdf

1、隨著(超)高層建筑、大跨結(jié)構(gòu)、高聳塔等建(構(gòu))筑物不斷涌現(xiàn)，風(fēng)荷載在這類結(jié)構(gòu)上起的作用愈來愈重要，有些甚至起關(guān)鍵作用。結(jié)構(gòu)在風(fēng)荷載作用下的動力響應(yīng)研究受到越來越多研究者的重視，而開展這個方面的研究需要獲取合理、有效的風(fēng)速時程。
　　分形理論作為非線性科學(xué)中的一個分支，可以定性或定量分析不規(guī)則的幾何體和復(fù)雜現(xiàn)象，目前已經(jīng)被廣泛運用到多個學(xué)科領(lǐng)域。盡管分形理論在風(fēng)工程中運用不多，但Mandelbrot在研究分形開始就表明可以利用分形理

2、論分析湍流。本文在前人研究的基礎(chǔ)上深入研究風(fēng)場的分形特性。
　　現(xiàn)場實測是一種重要的風(fēng)工程研究方法。通過現(xiàn)場實測，可以獲得比較全面、可靠的數(shù)據(jù)。由于野外實測的天氣惡劣、儀器故障等原因，實測的風(fēng)速或風(fēng)壓數(shù)據(jù)會出現(xiàn)異常或缺失。鑒于采集到的數(shù)據(jù)都是隨時間變化的動態(tài)數(shù)據(jù)，本文在實測數(shù)據(jù)基礎(chǔ)上，采用絕對均值法剔除其中的異常數(shù)據(jù)，然后基于時間序列模型，利用缺失段前后的有效數(shù)據(jù)插補出缺失段的風(fēng)速值，從而保證了實測數(shù)據(jù)的合理、完整。
　　首

3、先，本文對風(fēng)場分形特性及實測風(fēng)速缺失數(shù)據(jù)插補的研究現(xiàn)狀進(jìn)行了綜述，并歸納了國內(nèi)外學(xué)者在這方面做出的研究。
　　其次，本文通過實例采用R/S法對風(fēng)速時程進(jìn)行分析，證實了風(fēng)速時程具有分形特性。在此基礎(chǔ)上，本文利用Matlab計算了風(fēng)速時程的盒維數(shù)，同時首次討論了風(fēng)洞中不同高度、不同風(fēng)場類別下風(fēng)速時程的分形維數(shù)的特點，然后利用具有分形特性的隨機(jī)型Weierstrass-Mandelbrot函數(shù)模擬了和自然風(fēng)比較接近的風(fēng)速時程。