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乌兰布和沙漠绿洲农田防护林风场模拟
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作者 王佳丽 贾肖肖 +3 位作者 肖辉杰 辛智鸣 李俊然 王洲 《中国水土保持科学》 北大核心 2025年第5期90-100,共11页
本研究旨在通过数值模拟和实地观测相结合的方法,系统评估乌兰布和沙漠绿洲区新疆杨农田防护林带的防风效应,为荒漠绿洲农田防护林的优化配置提供科学依据。选取乌兰布和沙漠有叶期三条新疆杨林带(单行、二行、四行林带)为研究对象,借... 本研究旨在通过数值模拟和实地观测相结合的方法,系统评估乌兰布和沙漠绿洲区新疆杨农田防护林带的防风效应,为荒漠绿洲农田防护林的优化配置提供科学依据。选取乌兰布和沙漠有叶期三条新疆杨林带(单行、二行、四行林带)为研究对象,借助地基式激光雷达,基于点云数据建立林带体素模型并利用Phoenics软件进行数值模拟,探究不同结构林带周围风场特征,分析水平垂直方向的风速变化,评价林带的防护效应。结果显示:1)风场模拟结果精度较高,模型拟合度R^(2)均> 0.90;2)林带周围风场大致分为林带迎风面风速衰减区、林带上方加速区、林带两侧加速区、带后弱风区、涡旋区以及风速恢复区6个区域;水平和垂直方向上相对风速变化率均为先减小后增大,其中水平方向在林带背风面2 H(H为平均树高,H=30 m)处达到最小,垂直方向在0.5 H处衰减率最大;3)各林带的有效防护距离为13~15 H左右,其中四行林带的平均有效防护距离最长,为15.84 H,与二行林带相差不大;综合考虑生态效益、经济效益和建设成本,二行林带的防护效果最好。点云体素化建模方法能够准确模拟风场变化,为风场模拟提供了高精度模型。 展开更多
关键词 激光雷达 点云体素化 体素模型 风场模拟 防护效应 农田防护林
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WRF模式中参数化方案对新疆北部不同地形地区风场模拟的影响
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作者 葛苏鞍 李阳 +3 位作者 杨仕轩 李博伦 秦若木 孟现阳 《科学技术与工程》 北大核心 2024年第31期13277-13287,共11页
WRF(weather research and forecasting)模式中参数化方案的选择与近地面风场的仿真模拟结果关系密切。为解决新疆北部不同地形地区风场模拟准确性的问题,采用WRF中尺度气象模式,探究4类参数化方案(边界层、微物理、陆面过程、近地面层... WRF(weather research and forecasting)模式中参数化方案的选择与近地面风场的仿真模拟结果关系密切。为解决新疆北部不同地形地区风场模拟准确性的问题,采用WRF中尺度气象模式,探究4类参数化方案(边界层、微物理、陆面过程、近地面层)以及次网格地形方案对新疆北部不同地形地区风场模拟结果的影响。结果表明:每组试验均能模拟出风速的变化趋势;陆面过程RUC(rapid update cycle)方案和微物理Lin(Purdue Lin)方案对平原地区模拟结果较好,陆面过程Noah方案和微物理WSM6(WRF single moment 6 class)方案对山区地形模拟结果较好,且对于平原和山谷地形,次网格地形方案对模拟地区均能起到较好的修正作用。 展开更多
关键词 数值模拟 WRF模式 参数化方案 次网格地形方案
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脉动风场模拟技术的研究与进展 被引量:41
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作者 张希黔 葛勇 +1 位作者 严春风 晏致涛 《地震工程与工程振动》 CSCD 北大核心 2008年第6期206-212,共7页
通过对脉动风场模拟技术近20年来国内外研究成果的总结,阐述了脉动风场模拟研究的发展历程。首先简要介绍了近地风场的特性和脉动风场模拟技术的研究现状,然后从脉动风场模拟技术的研究方法出发,分别介绍了谐波合成法、线性滤波法和小... 通过对脉动风场模拟技术近20年来国内外研究成果的总结,阐述了脉动风场模拟研究的发展历程。首先简要介绍了近地风场的特性和脉动风场模拟技术的研究现状,然后从脉动风场模拟技术的研究方法出发,分别介绍了谐波合成法、线性滤波法和小波方法在风场模拟技术中的研究发展现状和所面临的问题,最后对风场模拟技术的未来趋势进行了展望。 展开更多
关键词 风场模拟 谐波合成法 线性滤波法 小波方法
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1000kV汉江大跨越输电塔线体系三维脉动风场模拟 被引量:14
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作者 韩枫 肖正直 +2 位作者 李正良 汪之松 晏致涛 《高电压技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2009年第5期999-1004,共6页
对1000kV汉江大跨越输电塔线体系进行风振响应分析,有必要考虑不同方向的随机脉动风速对体系产生的整体作用。谐波合成法是一种精度较高且无条件稳定的随机过程模拟方法,在单维多变量随机风场合成方法的基础上,引入了纵向与竖向脉动风... 对1000kV汉江大跨越输电塔线体系进行风振响应分析,有必要考虑不同方向的随机脉动风速对体系产生的整体作用。谐波合成法是一种精度较高且无条件稳定的随机过程模拟方法,在单维多变量随机风场合成方法的基础上,引入了纵向与竖向脉动风速的交叉谱的影响。经过对模拟样本的谱密度函数、相关函数检验验证,该方法能准确有效地模拟出符合要求的多维多变量随机样本。为汉江大跨越输电塔线体系的三维风振响应分析提供基础。 展开更多
关键词 风场模拟 谐波合成法 三维 特高压 输电塔 随机过程
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大跨度桥梁风场模拟及气动力计算 被引量:11
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作者 苏成 韩大建 +2 位作者 颜全胜 谭学民 骆宁安 《华南理工大学学报(自然科学版)》 EI CAS CSCD 北大核心 1999年第11期36-43,共8页
介绍了一种快速高效的用于大跨度桥梁风致振动分析的风场模拟方法,并对模拟风场的统计性质进行了讨论和验证在此基础上进一步给出了大跨度桥梁抖振力和自激力的时域表达方式,其中针对自激力计算中涉及的参数识别问题,提出了一种简单... 介绍了一种快速高效的用于大跨度桥梁风致振动分析的风场模拟方法,并对模拟风场的统计性质进行了讨论和验证在此基础上进一步给出了大跨度桥梁抖振力和自激力的时域表达方式,其中针对自激力计算中涉及的参数识别问题,提出了一种简单实用的非线性参数识别方法.本文采用上述理论,获得了作用于香港汀九大桥上的风场和气动力,据此对大桥进行的抖振响应时域分析表明,计算结果与风洞试验结果吻合良好。 展开更多
关键词 大跨度桥梁 气动力 时域法 风场模拟 载荷
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下击暴流空间相关性风场模拟 被引量:12
6
作者 张文福 谢丹 +1 位作者 刘迎春 计静 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2013年第10期12-16,35,共6页
考虑时间衰减性研究了下击暴流平均风速与空间观测点位置的关系,并给出了空间中四个点的平均风速随时间的分布情况。在确定性-随机性混合模型的基础上,利用Wood竖向风剖面模型和Holmes水平径向风剖面模型模拟出空间七点处的平均风速,并... 考虑时间衰减性研究了下击暴流平均风速与空间观测点位置的关系,并给出了空间中四个点的平均风速随时间的分布情况。在确定性-随机性混合模型的基础上,利用Wood竖向风剖面模型和Holmes水平径向风剖面模型模拟出空间七点处的平均风速,并采用AR模型生成具有时间相关性和空间相关性的脉动风速,从而获得下击暴流空间相关性风场。通过脉动风相关函数及功率谱的对比表明,该方法具有较高的精度。 展开更多
关键词 下击暴流 风场模拟 空间相关 AR模型
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风场模拟中AR模型的若干问题 被引量:17
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作者 张文福 马昌恒 肖岩 《计算力学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2009年第1期124-130,共7页
自回归(AR)模型具有计算量小,模拟速度快等优良特性,在风场模拟中得到了广泛应用。本文对AR模型进行了系统的研究,将脉动风场模拟中广泛应用的AR模型归为两大类,对模型中的参数从理论上进行了合理的解释。对两种模型模拟脉动风场时涉及... 自回归(AR)模型具有计算量小,模拟速度快等优良特性,在风场模拟中得到了广泛应用。本文对AR模型进行了系统的研究,将脉动风场模拟中广泛应用的AR模型归为两大类,对模型中的参数从理论上进行了合理的解释。对两种模型模拟脉动风场时涉及到的Wiener-Khintchine公式的变换形式,通过分析对其进行了修正,指出算法上可以采用FFT技术来计算互相关矩阵的元素以提高计算效率。提出了AR模型编程中偶然发现的自回归顺序问题,算例表明两种不同方法的风速时程样本及其无偏自相关估计和自功率谱估计均有较大的影响,希望能引起更多同行对该问题的注意。尽管标量过程AR模型简单且易于掌握,但不能考虑时滞问题。相比之下,理论分析和数值实验都证明,向量过程的AR模型在精度总体要高于标量过程的AR模型,但其运算时间也相应增多。 展开更多
关键词 风场模拟 标量过程AR模型 向量过程AR模型 Wiener-Khintchine公式 FFT 自回归顺序
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基于小波分析的空间相关性风场模拟 被引量:8
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作者 张文福 马昌恒 +2 位作者 孙晓刚 巨秀丽 刘迎春 《空气动力学学报》 CSCD 北大核心 2008年第4期425-429,485,共6页
根据标量过程AR模型生成空间相关性风场的思路,在文献[1,2]的基础上,进行了基于小波分析的空间相关性风场的模拟。在对风速时程做出合理的假定后,给出了由互不相关的随机过程生成具有给定相关特性随机过程的推导步骤。利用逆快速Fourie... 根据标量过程AR模型生成空间相关性风场的思路,在文献[1,2]的基础上,进行了基于小波分析的空间相关性风场的模拟。在对风速时程做出合理的假定后,给出了由互不相关的随机过程生成具有给定相关特性随机过程的推导步骤。利用逆快速Fourier变换(IFFT)改进了通过Wiener—Khintchine公式由功率谱密度函数得到自相关函数的计算方法,使计算效率显著提高。对空间四点和大庆电视塔进行了空间相关性风场的模拟,通过统计参数与目标值的对比可以看出,本文方法具有较高的精度。 展开更多
关键词 风场模拟 小波分析 AR模型 空间相关
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抛送式秸秆粉碎还田机风场模拟 被引量:6
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作者 王学农 李从权 +2 位作者 史建新 陈发 董远德 《农业机械学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2007年第8期67-69,共3页
对抛送式秸秆粉碎还田机进行三维建模,应用CFD技术对其风场进行了模拟研究。采用湍流模型和SIMPLE算法进行求解,通过对速度分布场分析,初步得出了甩刀刀柄迎风面积、留茬高度、刀尖间隙、前(后)风口高度、侧面间隙等因素对风场影响的基... 对抛送式秸秆粉碎还田机进行三维建模,应用CFD技术对其风场进行了模拟研究。采用湍流模型和SIMPLE算法进行求解,通过对速度分布场分析,初步得出了甩刀刀柄迎风面积、留茬高度、刀尖间隙、前(后)风口高度、侧面间隙等因素对风场影响的基本规律。 展开更多
关键词 秸秆 粉碎还田 风场模拟 CFD
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台风的海面气压场和风场模拟计算 被引量:14
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作者 李岩 杨支中 +1 位作者 沙文钰 朱首贤 《海洋预报》 北大核心 2003年第1期6-13,共8页
本文采用台风中心资料、地面天气图及部分台站的观测资料,使用改进的藤田气压模型和Myers气压模型,对1996年9月9日11时在广东吴川——湛江登陆的9615号(Sally)台风海面风场进行了数值计算,求得台风域内的风速分布,并和实测资料进行了比... 本文采用台风中心资料、地面天气图及部分台站的观测资料,使用改进的藤田气压模型和Myers气压模型,对1996年9月9日11时在广东吴川——湛江登陆的9615号(Sally)台风海面风场进行了数值计算,求得台风域内的风速分布,并和实测资料进行了比较。结果表明,改进后的台风气压模型对台风海面气压场和风场的模拟计算是可取的。 展开更多
关键词 海面气压 地面天气图 藤田气压模型 Myers气压模型 风场模拟
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基于风场模拟的高铁接触网动态性能分析 被引量:14
11
作者 刘志刚 侯运昌 +1 位作者 韩志伟 汪宏睿 《铁道学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第11期21-28,共8页
风场是影响高铁接触网动态性能的重要因素之一。本文分别使用谐波合成法、自回归模型法、小波重构法和随机傅里叶谱法进行了脉动风速时程的模拟,并进行对比。通过建立高速铁路弓网模型,将生成的风速时程数据加入模型,仿真风场影响接触... 风场是影响高铁接触网动态性能的重要因素之一。本文分别使用谐波合成法、自回归模型法、小波重构法和随机傅里叶谱法进行了脉动风速时程的模拟,并进行对比。通过建立高速铁路弓网模型,将生成的风速时程数据加入模型,仿真风场影响接触网受流的主要参数,分析接触网的水平和垂直位移、弓网接触压力等动态性能的影响。其结论为:接触线在水平风力作用下主要在跨中点一侧做水平摆动和垂直振动,跨中点处的摆动幅值明显较大;当列车速度给定时,弓网接触压力随风速的增大而绕一固定的接触压力均值波动,偏移均值的程度变大。 展开更多
关键词 高速铁路 接触网 风场模拟 动态性能
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基于多维AR模型的桥梁随机风场模拟 被引量:13
12
作者 张田 夏禾 郭薇薇 《中南大学学报(自然科学版)》 EI CAS CSCD 北大核心 2012年第3期1114-1121,共8页
基于自然风特性,通过考虑结构节点间风速时程的空间相关性,采用多维AR模型模拟主梁和桥墩节点随机脉动风速时程,利用FPE准则和AIC准则确定模型阶数,并对模拟过程中的自回归顺序、功率谱密度等问题进行研究。对兰新二线铁路白杨河大桥采... 基于自然风特性,通过考虑结构节点间风速时程的空间相关性,采用多维AR模型模拟主梁和桥墩节点随机脉动风速时程,利用FPE准则和AIC准则确定模型阶数,并对模拟过程中的自回归顺序、功率谱密度等问题进行研究。对兰新二线铁路白杨河大桥采用多维AR模型模拟各节点的脉动风速时程,结果表明:当AR模型阶数为4时,模拟功率谱与目标功率谱吻合较好;当自回归顺序颠倒时,模拟功率谱明显偏离目标功率谱。 展开更多
关键词 桥梁 脉动 随机风场模拟 AR模型 定阶
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海上风力机随机风场模拟及风振响应分析 被引量:6
13
作者 柯世堂 王同光 +1 位作者 曹九发 王珑 《中南大学学报(自然科学版)》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第4期1245-1252,共8页
为研究海上风力机的风振特性,进行风力发电塔-轮系统的随机风场模拟和风振动力响应计算。采用谐波叠加法模拟塔架和风轮的来流风速时程,进而基于改进的叶素-动量理论(MBEM)模拟考虑风轮和塔架相干效应、风轮旋转效应的风轮脉动风速时程... 为研究海上风力机的风振特性,进行风力发电塔-轮系统的随机风场模拟和风振动力响应计算。采用谐波叠加法模拟塔架和风轮的来流风速时程,进而基于改进的叶素-动量理论(MBEM)模拟考虑风轮和塔架相干效应、风轮旋转效应的风轮脉动风速时程。结合已提出的柔性结构风振精细化频域计算方法"一致耦合法",对海上风力发电系统结构进行风振动力响应和风振系数计算。研究结果表明:海上风力发电塔-轮系统的风振动力响应以共振效应为主,但背景响应和耦合项不能忽略,风振呈现多模态耦合和多振型响应2个显著特征;系统风振系数的分布差异较大,其中风轮尖部最大(2.35),塔架中下部位最小(1.40)。 展开更多
关键词 海上力机 随机风场模拟 振响应 振系数 一致耦合法
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大跨度桥梁风场模拟方法对比研究 被引量:27
14
作者 曾宪武 韩大建 《地震工程与工程振动》 CSCD 北大核心 2004年第1期135-140,共6页
本文将基于线性滤波器的ARMA模型应用于大跨度桥梁的风场模拟,推导出自回归(AR)阶数p和滑动回归(MA)阶数q不等情况下,ARMA模型用于模拟多变量稳态随机过程的公式,将ARMA风场模拟方法与目前广泛应用于大跨度桥梁风场模拟的谐波合成法应... 本文将基于线性滤波器的ARMA模型应用于大跨度桥梁的风场模拟,推导出自回归(AR)阶数p和滑动回归(MA)阶数q不等情况下,ARMA模型用于模拟多变量稳态随机过程的公式,将ARMA风场模拟方法与目前广泛应用于大跨度桥梁风场模拟的谐波合成法应用于一座实际大跨度斜拉桥的风场模拟,通过对比研究得出一些有意义的结论,并证实了ARMA法能够在保证模拟精度的前提下,大大提高风场模拟的效率。 展开更多
关键词 大跨度桥梁 风场模拟 ARMA模型 谐波合成法 修正谐波合成法 线性滤波器
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地表温度对风场模拟的影响 被引量:7
15
作者 何仲阳 宋梦譞 张兴 《化工学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2012年第S1期7-11,共5页
风电场微观选址的一个重要方面是风场的计算。在实际情况中,由于日晒、地表辐射等原因,地表与空气之间存在温差。当地表温度高于空气温度时,温差引起的自然对流会影响地表附近的流动。基于k-ε湍流模型,对多个地形、不同风速、存在温差... 风电场微观选址的一个重要方面是风场的计算。在实际情况中,由于日晒、地表辐射等原因,地表与空气之间存在温差。当地表温度高于空气温度时,温差引起的自然对流会影响地表附近的流动。基于k-ε湍流模型,对多个地形、不同风速、存在温差和不存在温差下的流场进行了模拟、对比,对不同情况下温差的影响进行了讨论。结果表明,在平坦地形、低风速情况下地表温度对流场影响较大,而在复杂地形、风速较高的情况下,地表温度影响较小甚至可忽略。 展开更多
关键词 风场模拟 地表温度 复杂地形
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海洋工程试验池中风场模拟 被引量:5
16
作者 彭涛 杨建民 李俊 《海洋工程》 CSCD 北大核心 2009年第2期8-13,共6页
在考虑海洋工程装备在极端海况和运行海况下的载荷与受力,风载荷也是一个不可忽视的因素。目前物理模型试验仍是研究海洋工程结构物载荷与运动性能的重要手段,而深海结构物在水平漂移运动较大,如何在较大范围内得到满足试验要求的风场,... 在考虑海洋工程装备在极端海况和运行海况下的载荷与受力,风载荷也是一个不可忽视的因素。目前物理模型试验仍是研究海洋工程结构物载荷与运动性能的重要手段,而深海结构物在水平漂移运动较大,如何在较大范围内得到满足试验要求的风场,是提高试验能力的重要问题。应用数值计算方法对大范围的风场模拟进行了分析,并进行了相应的物理实验,在此基础上对海洋工程试验的风场模拟提出了若干建议。 展开更多
关键词 海洋工程 模型试验 风场模拟 非定常 数值分析
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基于改进谐波合成法的杭州湾跨海大桥风场模拟研究 被引量:5
17
作者 马麟 刘健新 韩万水 《郑州大学学报(工学版)》 CAS 2008年第1期56-60,共5页
基于风洞试验实测的风参数采用改进谐波合成法模拟了杭州湾跨海大桥全桥风场.风场模拟涉及的风参数主要包括脉动风谱和空间相关函数,对风洞中的风场参数进行了实测拟合并应用于风场模拟当中.谐波合成法模拟大跨桥梁的风场耗时过长、应... 基于风洞试验实测的风参数采用改进谐波合成法模拟了杭州湾跨海大桥全桥风场.风场模拟涉及的风参数主要包括脉动风谱和空间相关函数,对风洞中的风场参数进行了实测拟合并应用于风场模拟当中.谐波合成法模拟大跨桥梁的风场耗时过长、应用不便,用拉格朗日插值法改进谐波合成法可大大提高风场模拟效率,编制了基于改进谐波合成法的风场模拟流程图和相应程序Improved-WAWS,为大跨桥梁的风场模拟提供了切实可行的方法.试验结果表明:衰减因子λ在不同间距D时,存在一定差异,且随风速U的增加,衰减因子不断增加;用改进谐波合成法模拟的风速样本时程的功率谱、互功率谱、相关函数及互相关函数与相应目标值吻合良好. 展开更多
关键词 风场模拟 谐波合成法 衰减因子 拉格朗日插值
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考虑平稳风修正和塔架干扰的风力机叶片3-D风场模拟 被引量:3
18
作者 柯世堂 曹九发 +1 位作者 王珑 王同光 《南京航空航天大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第1期153-159,共7页
为准确模拟风力机纵向、横向和垂直向的3-D随机风场,以南京航空航天大学自主研发的NH1500风力机为例,首先采用考虑沿高度变化的指数模型、塔影效应影响的潜流模型和上游风机尾流影响的涡流粘度模型对平稳风进行修正。然后基于空间变化... 为准确模拟风力机纵向、横向和垂直向的3-D随机风场,以南京航空航天大学自主研发的NH1500风力机为例,首先采用考虑沿高度变化的指数模型、塔影效应影响的潜流模型和上游风机尾流影响的涡流粘度模型对平稳风进行修正。然后基于空间变化的改进Von Karman风谱模型,结合谐波叠加法模拟风力机的来流脉动风速时程,再利用改进的叶素-动量理论获得考虑叶片旋转效应和塔架-叶片相干效应的风力机纵向、横向和垂直向3-D随机风场。该方法充分考虑风力机风场模拟的外界干扰因素和自身特性,提高了风力机系统风场模拟的准确度。算例分析表明,本文方法可以准确地模拟给定风环境的风力机系统3-D风场。 展开更多
关键词 力机 3-D风场模拟 平稳修正 塔架干扰 改进的叶素-动量理论
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基于物理机制的风力发电高塔系统风场模拟 被引量:6
19
作者 贺广零 李杰 《同济大学学报(自然科学版)》 EI CAS CSCD 北大核心 2010年第7期976-981,共6页
为了准确确定作用于桨叶和塔体的风荷载,研究了基于物理机制的风力发电高塔系统风场模拟问题.依据随机过程的随机函数描述,提出了基于物理机制的旋转Fourier互谱,有效地考虑了桨叶旋转效应和桨叶上不同点风速之间的相关性.然后,对旋转Fo... 为了准确确定作用于桨叶和塔体的风荷载,研究了基于物理机制的风力发电高塔系统风场模拟问题.依据随机过程的随机函数描述,提出了基于物理机制的旋转Fourier互谱,有效地考虑了桨叶旋转效应和桨叶上不同点风速之间的相关性.然后,对旋转Fourier谱(随机Fourier谱)作逆Fourier变换,实现了桨叶(塔体)的风场模拟.最后,结合典型的1.25 MW三桨叶变桨距风力发电高塔系统,进行了纵向风速场数值仿真研究.算例表明,该算法可以准确地模拟给定风环境的风力发电高塔系统脉动风速时程. 展开更多
关键词 力发电高塔系统 随机函数 物理机制 旋转Fourier谱 风场模拟
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大跨度桥梁脉动风场模拟的插值算法 被引量:6
20
作者 祝志文 黄炎 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2017年第7期156-163,共8页
为减少谐波合成法中功率谱矩阵分解的计算量,基于双索引频率和谱矩阵特点,提出了谱解矩阵双轴插值算法和递归插值算法。两种方法均使风场模拟计算效率大幅度提高,且得到的模拟风场均与传统谐波合成法在统计意义上相符;研究了插值节点数... 为减少谐波合成法中功率谱矩阵分解的计算量,基于双索引频率和谱矩阵特点,提出了谱解矩阵双轴插值算法和递归插值算法。两种方法均使风场模拟计算效率大幅度提高,且得到的模拟风场均与传统谐波合成法在统计意义上相符;研究了插值节点数量及分布形式对风场模拟的影响,认为在谱解矩阵的频率轴向采取前密后疏分段插值,双索引频率轴向采用均匀分布插值节点的形式,更适合于风场模拟。通过对一实际大跨度桥梁风场的模拟,验证了方法的有效性。 展开更多
关键词 风场模拟 大跨度桥梁 谐波合成法 插值算法
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