网站 色调,网站建设需要注意什么问题,网站建设业务经理岗位职责,安康网站定制厂家大量风的实测资料表明#xff0c;在风的时程曲线中#xff0c;瞬时风速包含两个部分#xff1a;一部分是自振周期一般在 10 分钟以上的平均风#xff0c;另一部分是周期一般只有几秒左右的脉动风。平均风由于其周期一般比结构的自振周期大#xff0c;因而考虑其作用性质相…大量风的实测资料表明在风的时程曲线中瞬时风速包含两个部分一部分是自振周期一般在 10 分钟以上的平均风另一部分是周期一般只有几秒左右的脉动风。平均风由于其周期一般比结构的自振周期大因而考虑其作用性质相当于静力脉动风具有随机性和周期与结构的自振周期较为接近的特点一般作为动荷载考虑是引起结构振动的主要因素。
目前当结构考虑风荷载时分析研究方法主要分为两种
1、风场实测风洞实验CFD风场模拟
2、根据脉动风功率谱拟合脉动风时程根据伯努利方程将风速转为风动力时程然后在导入有限元软件进行风载瞬态分析。
相比于第一种方法第二种方法操作比较方便且我国现行规范里面也有对第二种方法的相关规定。在以往研究分析中大多数是采用matlab软件配合相关代码生成风载时程然而在具体项目分析中点位的每次改变都带来了一定的代码修改工作量基于此本人闲暇之余编制了小软件 FSWIND脉动风-风载时程生成器彻底摆脱matlab代码烦恼
相关参数及原理如下
一、平均风
本软件支持两种平均风剖面变化规律
1、指数律
计算公式为 其中V10为离地10米处的平均风速a为与地面粗糙度有关的系数。
2、对数律
计算公式为 其中Z0为地面粗糙长度其余参数含义同上。
2、脉动风功率谱
本软件支持5种功率谱分别为DavenportHarrisSimiuPanofsky、Lumley-Panofsky。其中Davenport、Harris、Simiu适用于水平横向风Panofsky、Lumley-Panofsky适用于竖向风。
各功率谱的计算公式为
1、Davenport 其中K为表面阻力系数与地面粗糙度类型有关n为脉动风频率
2、Harris 参数含义同上
3、Simiu 为高度Vz处的平均风速V*摩阻风速.
4)、Panofsky 5、Lumley-Panofsky 3、脉动风空间相关性
空间上的任意两点脉动风的风速和风向不可能完全同步甚至完全不相关的性质称为空间相关性。根据大量的实测和风洞试验结果得到空间上两点的脉动风压同时达到最大值的概率有限距离越远同时达到最大值的可能性越小。本软件的空间相关性采用了Davenport 提出的指数形式经验公式如下所示 对于三维空间上面的公式可写成 对于常见的结构而言可采用互功率谱函数来描述零均值的高斯平稳随机过程的统计特性。任意两个计算点的脉动风速互功率谱密度函数可以表示为 4、脉动风时程生成方法
模拟脉动风速时程的方法一般有两种1谐波叠加法2线性滤波法。线性滤波法具有计算量小且计算速度快的优点但对于各项参数较难选定而谐波叠加法相比线性滤波法计算速度较慢但在其它方面均优于线性滤波法故本软件选用谐波叠加法进行脉动风速时程模拟并引入快速傅里叶变换FFT算法来减少模拟的计算量。
原理如下所示 5、总风速时程
总风速时程平均风脉动风时程
6、风载时程计算
根据伯努利方程风压计算如下 其中v为高度z处的总风速p为空气密度考虑某个节点的投影面积A(z)注意若某些规范里面需要考虑一些影响这里的Az应乘以对应的影响系数比如输电线模拟故最终的风力计算公式如下 考虑标准状态下的空气密度与重力加速度最后换算得到的风载时程计算公式如下 注意上述中面积单位为m^2,风速为m/sF单位为KN。
软件下载地址
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