基于极值_型分布的风压系数极值的计算方法_全涌
P_型和极值_型分布曲线在最大风速计算中的应用
分析方法计算, 得到与乾县资料序列长度一致而完
整的 33 年大风资料。高压电线设计要求 20 m 高度 最大风速, 根据气候原理先用近地层风速廓线方程
计算出距地面 20 m 高度的最大风速。
描写近地层风速廓线一般采用下式:
V = V 10 ( Z/ Z10 ) a
( 1)
式中 V 为距地面 20 m 高度上的最大风速, Z 为高
的方法[ 7~ 9, 12] 。其密度函数: f ( v) = aexp{ - a( v - u) [ - ex p∃- a( v - u)%] }
( 5) 通过积分可得到分布函数: F( V P ) = P( V < V P ) = ex p{- ex p[ - a( V P - b) ] }
( 6) 从分布函数可以看出是双指数形式, 所以又称双指
表 1 P 型曲线参数及大风风速估 算
均值 m/s 乾县站 19
离差系 偏态系 30 年一遇风速 50 年一遇风速
数 Cv 数 Cs
m/ s
m/ s
0. 131 0. 655 Nhomakorabea23. 5
24. 4
扶风站 14 0. 199 0. 597
19. 9
21. 0
2. 2 极值 型曲线分析 极值 型曲线是最大风速极值推断中广泛使用
( 4) 式中 s 为均方差( 或称标准差) , n 为资料序 列的长 度, -v 为平均风速, vi 为序列中第 i 年的最大风速。
根据 Cv 、Cs 计算出各种概率下的最大风速计算 值, 点绘在概率格纸上, 依次连接各点, 划出一条光 滑的曲线。在曲线上读出 30 年一遇风速和 50 年一 遇风速值。其计算参数及 30 年一遇风速和 50 年一 遇风速值如表 1 所示。
风压与风速的计算方法
风压与风速的计算方法风压与风速是设计建筑物和结构时需要考虑的重要参数。
风压是指风力对建筑物或结构物表面单位面积的作用力,而风速则是指风在单位时间内通过单位面积的空气体积。
风压与风速之间存在一定的关系,下面将介绍风压与风速的计算方法。
1.风压计算方法:风压的计算方法主要包括静风压和动风压。
静风压:静风压是指风作用力与表面正交且单位面积上的总垂直静风压力。
其计算方法如下:P=0.5*ρ*V²*Cp其中,P为静风压力(Pa),ρ为空气密度(kg/m³),V为风速(m/s),Cp为风压系数。
动风压:动风压是指风速引起的压力变化导致的风压力。
对于其中一稳定的风压系数,动风压与表面风速变化成正比。
其计算方法如下:Pd=0.5*ρ*Vd²*Cp其中,Pd为动风压理论值(Pa),ρ为空气密度(kg/m³),Vd为设计风速(m/s),Cp为风压系数。
2.风速计算方法:风速的计算方法主要包括平均风速和顶风速。
平均风速:平均风速是指其中一位置一段时间内风速的平均值。
可以通过气象观测数据统计得出,也可以通过计算模型进行估算。
顶风速:顶风速是指建筑物或结构物顶部其中一高度处的风速。
顶风速通常要考虑地形、建筑物高度、热力效应等因素。
可以通过实地测量、参考相似结构物或使用风洞模型进行估算。
3.风压与风速关系:风压与风速之间的关系并非简单的线性关系,而是受到多种因素的影响,包括空气密度、气象条件、建筑物或结构物的几何形状、地理环境等。
因此,确定准确的风压与风速关系需要进行风洞试验、数值模拟或根据经验公式进行计算。
有一种经验公式被广泛应用于建筑物风压与风速的估计,即弗郎克公式:P=0.5*ρ*V²*Cd*Af其中,P为风压力(Pa),ρ为空气密度(kg/m³),V为风速(m/s),Cd为流体动力学计算系数,Af为面积系数。
总结起来,风压与风速的计算方法需要根据具体情况进行综合考虑。
风压计算方法
风压计算方法嘿,咱今儿就来聊聊风压计算方法这档子事儿。
你说这风压啊,就好像是风的力量表现,那可得好好弄清楚怎么个算法。
想象一下,风就像是个调皮的小孩子,有时候轻轻吹过,有时候又呼呼地使劲刮。
我们要算风压,就是要抓住这个“小调皮”的脾气呢。
一般来说,风压和风速有很大关系呀。
风速越快,风压可不就越大嘛。
就好比一辆小汽车慢慢开和飞快跑,那带起的风的感觉肯定不一样呀。
计算风压呢,有个简单的公式可以参考。
就好像我们做数学题一样,把各种数值往里一代,就能得出个结果。
不过可别小瞧了这个过程,这里面的门道多着呢。
比如说,不同的环境下,风压也会不一样。
在空旷的地方和在有很多建筑物的地方,风受到的阻碍不一样,那风压能一样吗?这就好像你在平地上跑步和在迷宫里跑步,感觉肯定不同呀。
还有啊,风向也会影响风压呢。
直直地吹来和斜着吹来,对我们要计算的风压也会有不同的影响。
这就跟我们打乒乓球一样,球直直飞过来和拐着弯飞过来,接起来难度可不一样。
那怎么才能准确计算风压呢?这可得细心再细心啦。
要把各种因素都考虑进去,风速啦、环境啦、风向啦等等。
就像是拼图一样,把每一块都放对位置,才能看到完整的画面。
而且哦,风压的计算在很多地方都很重要呢。
比如说建房子,要是不考虑风压,那房子能牢固吗?一阵大风刮来,说不定房子就摇摇晃晃啦。
还有那些大的广告牌啊,如果风压没算好,被风一吹倒掉了,那多危险呀。
所以说呀,别小看这风压计算方法,它可关系着好多事情呢。
我们得认真对待,就像对待我们生活中的每一个重要决定一样。
总之呢,风压计算虽然有点复杂,但只要我们用心去学,去理解,肯定能掌握好的。
这可不是什么难事,只要我们有耐心,有细心,就一定能算得准准的。
让我们一起加油,把风压计算这个小难题给攻克掉吧!。
基于超越阈值模型的低矮房屋实测风压极值估计方法
基于超越阈值模型的低矮房屋实测风压极值估计方法黄鹏;蓝鑫玥;钟奇【摘要】台风几乎每年都造成我国低矮房屋的巨大破坏和人员伤亡,了解屋面风压极值,尤其是屋面的角部、边缘及屋脊位置的风压极值分布具有重要意义.采用极值理论下的超越阈值模型来合理估计低矮房屋在台风影响下屋面实测风压极值.推导了描述经验平均超额分布与阈值关系的理论公式,同时以广义Pareto分布作为风压极值的拟合分布.依托同济大学浦东风荷载实测基地,以低矮房屋在2016年台风”马勒卡”作用下屋面风压实测数据为样本,比较不同阈值对估计结果的影响.以标准时距下多次观察极值的平均值作为标准极值,分析了该方法和常用方法的极值估计结果与标准极值之间的误差,其结果表明,该方法的误差在5%以内,尤其对屋面极值风压较大的区域估计结果较为理想.【期刊名称】《振动与冲击》【年(卷),期】2019(038)002【总页数】8页(P33-40)【关键词】低矮房屋;实测风压;极值估计;超越阈值模型;Pareto分布【作者】黄鹏;蓝鑫玥;钟奇【作者单位】同济大学土木工程防灾国家重点实验室,上海200092;同济大学土木工程防灾国家重点实验室,上海200092;同济大学土木工程防灾国家重点实验室,上海200092【正文语种】中文【中图分类】TU312.1;TU317.2大量的风洞试验和现场实测数据表明[1-5],低矮房屋处在大气边界层中湍流度较高的底部区域。
屋面边、角、脊等位置受结构本身体型所引起特征湍流的影响,往往会产生幅值很大的风压“脉冲”。
脉动风荷载产生的极值风压是低矮房屋破坏的重要原因,合理估计脉动风荷载产生的极值风压是计算低矮房屋风荷载的关键,是有效减少低矮房屋风致损坏及毁坏的重要途径。
为此,研究人员基于零值穿越理论与经典极值理论提出了一系列的极值估计方法。
以Davenport[6]为代表的研究人员假定零均值的脉动风压服从标准高斯分布,根据零值穿越理论提出适用于高斯分布的脉动风压极值估计方法(下文称为Davenport法)。
近海山地风电场50年一遇最大风速推算方法分析
近海山地风电场50年一遇最大风速推算方法分析摘要:论述在复杂山地,尤其是受台风影响区域风电场设计中,从风机安全性并兼顾风电场发电效益方面考虑,通过合理的方法分析确定风电场50年一遇最大风速并分析台风影响,为风机选型提供依据。
关键词:复杂山地风电场;50年一遇最大风速;台风影响;空气密度变化;1引言风电场50年一遇最大风速是风电场风能资源评估及支撑风机选型的一个重要参数,关系到风电机组在风电场运营期内遭遇极端风速情况的安全性及发电效益。
风电场所处地理位置、地形地貌的不同导致了场址风况特性的差异。
在广西部分近海区域的山地风电场,因地形较复杂且靠近北部湾、雷州半岛海域,平均风速不大,但易受地形及热带气旋的双重影响,风电场50年一遇最大风速值Vref大多介于IEC III类及IEC II类[1]之间,一般而言,同等风况条件下IEC III类风机发电效益相对较好,IEC II类风机安全性相对较高,对于此类风电场的设计,如何确定风电场50年一遇最大风速,如何在保证风机安全性的前提下尽可能的提高发电效益,细化Vref推算成果就显得尤为重要。
2 风机分类标准根据国际电工协会IEC的风机分类标准(详见表1),IEC III类及IEC II类风电机组Vref的临界值为37.5m/s,值得一提的是,该风速值指的是标准大气状况(空气密度ρ=1.225kg/m3)下的50年一遇最大风速,对于非标准大气状况,须将推算成果订正至标准空气密度下。
表中各数值应用于轮毂高度,Vref 表示风电场50 年一遇的10 分钟最大风速。
3 常用推算方法对于复杂山地风电场,常用的50年一遇最大风速推算方法有:极值分布-Gumbel频率曲线法,五日最大法,五倍平均风速法等。
3.1 极值分布-Gumbel频率曲线法极值分布-Gumbel频率曲线法基于极值I型概率分布,分布函数为:此方法相对于Gumbel频率曲线法的优势在于,只需要获取一年的实际测风数据,在没有可靠的相关气象站资料的情况下,也能得出较为客观的结论,较为适用于复杂山地风电场。
基于Gumbel极值I型的惠州电网风区分布统计研究
基于Gumbel极值I型的惠州电网风区分布统计研究发表时间:2018-09-12T13:31:03.920Z 来源:《河南电力》2018年7期作者:陈峰陈涛威[导读] 利用惠州地区近30多年的气象资料,并结合惠州电网气象监测终端的风速监测数据,建立了惠州地区标准风速数据库陈峰陈涛威(广东电网有限责任公司惠州供电局广东惠州 516000)摘要:利用惠州地区近30多年的气象资料,并结合惠州电网气象监测终端的风速监测数据,建立了惠州地区标准风速数据库,利用基于Gumbe极值I型法,统计分析了惠州电网不同地区10年一遇,30年一遇,50年一遇、100 年一遇最大风速,得到了惠州电网风速分区分布的基本情况,为惠州电网抵御大风灾害,实现输电线路运行风险的有效评估,及惠州电网指挥系统提供理论依据。
关键词:Gumbel 极值I型;惠州电网;风区分布;重现期引言惠州市位于广东省东南部,珠江三角洲东北端,处在欧亚大陆与太平洋交接地带,大陆性气团与海洋性气团交会频繁,此外惠州地区还受到处于西风带纬度以及季风系统共同影响,同时毗邻太平洋,每年都会遭受台风侵袭。
通过分析惠州地区的气象资料及电网历史运行记录,表明在众多气象灾害中,风灾是威胁对惠州电网安全稳定运行的主要因素。
因而,有必要研究分析惠州电网分区分布的详细情况,为惠州电网输电线路的设计、防风加固工程及电网实时运行风险评估,提供重要的依据。
极端大风灾害天气的出现往往具有不确定性,其发生年份一般采用概率分布来进行描述。
不同重现期常常用来表征灾害的出现的周期和严重程度[1],如“10年一遇(10a一遇),30年一遇(30a一遇)”、“50年一遇(50a一遇)”、“100年一遇(100a一遇)”。
在国内,国内许多学者开展了有关最大风速的分析和估算研究,文献[2]分析了 1958 ~ 2007 年厦门年最大风速的数据,并利用极值 I 型分布估算了不同再现期可能一遇的最大风速值。
风压计算公式
风压计算公式
风压计算是用来测量空气流体中重力加速度和空气密度变化的重力场力量。
它考虑到了空气密度变化,空气密度变化也会影响空气流体的阻力,从而识别风的风压,既是风力发生的重要应用之一。
风压的计算公式是:风压=海平面大气压力× (风速²/ 9.81)。
其中,海平面大气压力是指将气压补偿到海平面气压(1000hPa)的指标,它根据不同场地的实际情况来考虑,而海拔高度就是确定该大气压力补偿量的重要参数。
风速是指风的瞬间速度,如果风的瞬间速度很小,那么风压也就很小。
最后,9.81是重力加速度的数值,意味着在计算风压时都是以重力作为作用力的参照物。
通过上述计算公式,可以计算出受某处地方的风吹拂而产生的风压,从而更好地理解风速的变化对当地的气流情况的影响。
对于风压的计算,如果运用计算机系统及软件,可以根据实时采集到的数据结果,实时计算出风速和风压,反映当前风力的实时变化情况,从而更好地预测未来的气流情况。
基于极值Ⅰ型分布的风压系数极值的计算方法
i ;
圳
( ) 标准 时 间长度 的实 验数据 样本 等分 成 =t t 2将 l :个子 样 本 ,每段 长 度 为 t,并 给 出各 子样 本 的最 /
大值 。
( ) 用 等式 ( ) ( ) 3利 1 和 2 对 个 最大值 进行 极值 I型分布 分析 ,给 出对 应于 时距 t 的极 值分 布参数 和 ;
Io辫 I k 。 :ff Id。 P c mpt pa r ka rh vd e… I
.
上
。.
:
图 1 本 文 方 法 和 常用 方 法 计 算 准 确 性 比较
图 1对本 文方 法及 目前 常用 的方 法 的准 确 性进 行 了 比较 ,结 果 表 明本文 方 法 的估 算 误 差 始终 在 1% 0 左右 ,而几 种 常用极 值 方法 的估算 误 差 基 本上 都 在 1% 以上 ,并 且 都是 低 估 极值 。 因此 ,本 文方 法 比 目 0
30 6
灾
害
学
2 5卷
基 于极 值 I型 分 布 的风 压 系数 极值 的计算 方 法
全 涌 ,顾 明
( 同济 大学 土 木工 程 防 灾 国 家 重 点 实 验 室 ,上 海 209 ) 0 0 2
实测 和试 验结 果表 明 ,建筑 上风 压 系 数具 有 很 强 的非 高 斯性 ,然 而 , 目前计 算 风 压 系 数 极值 的峰 值 因子 法确 是基 于高 斯假定 的 ,这 可 能导 致建 筑 的 围护 结 构 风荷 载 被 严 重 低 估 。 因此 ,研 究 非 高斯 风 压 系 数极 值 的更准 确 的计算 方法 ,具 有重要 的实用 意义 。 在经 典 G m e 极值理 论 的基础 上 ,根据 观察极 值 的相互 独 立 性推 导 了短 时 距 子样 本 的极 值 分布 参 数 u bl
极值风压峰值因子
极值风压峰值因子极值风压峰值因子(Peak Factor of Extreme Wind Pressure),简称极值风压峰值因子,是指在风压的极值峰值与均值之间的比值。
极值风压峰值因子的研究对于建筑物风压设计和减灾工作具有重要意义。
风荷载是建筑结构设计中重要的考虑因素之一,它是由于风对建筑物表面的作用而引起的。
风荷载分为静风荷载和动风荷载。
静风荷载是指风对建筑物产生的压力,通常用设计风速乘以修正系数得到。
动风荷载是指风对建筑物产生的震动或波动荷载,通常采用峰值风压和均值风压的比值来衡量。
在实际工程中,虽然静风荷载比较容易确定,但动风荷载却往往是不确定的。
由于风速的时变性和随机性,使得悉数地记录和测定风压的时间极其困难。
这就需要通过概率统计的方法来研究极值风压峰值因子。
最常用的极值风压峰值因子是Kz系数,即高度因子,用来描述风速的分布规律。
它是指以一些高度上的风速为基准,计算其他高度上的风速与之的比值。
Kz系数不仅与地面粗糙度相关,还与风能谱指数和风荷载谱指数有关。
通过测量长时间的风速和风压数据,可以估计风荷载的极值峰值因子。
研究表明,极值风压峰值因子在不同的地区和不同的建筑物类型之间存在较大的差异。
它受到多种因素的影响,包括地形条件、建筑物高度、周围环境以及地面粗糙度等。
因此,准确地确定极值风压峰值因子对于建筑物设计和结构抗风能力的评估至关重要。
在建筑物的设计中,极值风压峰值因子被广泛应用于风荷载的计算和研究中。
通过准确地确定极值风压峰值因子,可以有效地评估建筑物的风荷载,并为抗风结构的设计提供科学依据。
此外,了解不同地区的极值风压峰值因子变化规律,可以为地区建筑物的抗风能力评估和风险管理提供重要参考依据。
总之,极值风压峰值因子是建筑结构设计和减灾工作中重要的参考参数,它可以帮助工程师和设计师更好地评估和抗击风荷载的力量,保障建筑物的结构安全和耐久性。
因此,对于极值风压峰值因子的研究具有重要的理论和实际意义。
风压与风速的计算公式
风压与风速的计算公式风压和风速,这俩家伙在我们的生活和很多领域里可都是重要的角色呢!咱先来说说风压。
风压其实就是风施加在物体表面上的压力。
想象一下,大风吹过来,是不是感觉好像有一股力量在推着或者压着你?这就是风压在起作用啦。
那风压咋计算呢?风压的计算公式是:风压 = 0.5 ×空气密度 ×风速²。
这里面,空气密度会受到温度、气压等因素的影响。
一般在标准状态下,也就是温度为 15 摄氏度,大气压为 101325 帕斯卡的时候,空气密度大约是 1.225 千克/立方米。
风速呢,就是风前进的速度。
测量风速的工具那也是五花八门,像是风速仪。
给您讲个我亲身经历的事儿。
有一次我去海边玩儿,那天风特别大。
我就站在那,感觉自己都快被风吹跑了。
我看到海边的那些小船,被风吹得晃来晃去的。
当时我就在想,这风得有多大的力量啊。
后来我回去一查资料,对照着风压和风速的公式,才更清楚地明白了这股力量的大小。
咱们再深入聊聊风速。
风速的单位常见的有米每秒、千米每小时。
风速的大小可是有等级划分的,从微风到狂风,那差别可大了去了。
比如说,当风速只是微风的时候,可能就是树叶轻轻晃动,您几乎感觉不到什么压力。
但要是到了大风甚至狂风的时候,那可就不得了啦,树枝都能被吹断,建筑物都可能受到影响。
在实际生活中,风压和风速的计算有着广泛的应用。
比如说在建筑设计中,工程师们就得考虑当地的风速和风压,来确保建筑物能够承受住风的力量,不会被吹倒或者损坏。
还有在风力发电领域,准确计算风速和风压对于确定风机的功率和效率那是至关重要的。
想象一下,如果建筑师们没算好风压,盖起来的大楼在大风天摇摇晃晃,那得多吓人!又或者风力发电场因为对风速和风压的估计错误,导致发不出足够的电,那损失可就大了。
所以说啊,搞清楚风压和风速的计算公式,了解它们之间的关系,真的是非常重要。
这不仅能让我们更好地理解大自然的力量,还能帮助我们在各种工程和设计中做出更准确、更安全的决策。
风电场50年一遇大风
风电场50年一遇大风“我们钻进了风里。
我听不到什么声音,只感到有两个大巴掌在使劲扇着耳门子,鼓膜嗡嗡地响。
风托着我的肚子,像要把我扔出去。
堤下的庄稼像接到命令的士兵,一齐倒伏下去。
河里的水飞起来,红翅膀的鲤鱼像一道道闪电在空中飞。
”莫言大师《大风》小说中独特的主观感觉和神奇般的油画色彩让我们对大风有了新的认识。
对风电场而言,50年一遇最大风速是风能资源的一个重要参数,它关系到风电场风机的选型,关系到风机未来运行20年中遭遇极端风速的情况下,风机的安全运行性能。
图1. IEC61400-2005风电机组等级表风电场所处的地理位置不同,决定了风电场的风能特性不同。
确定风电场50年一遇最大风速,是风电场风能资源评价的重要环节。
现阶段,都有哪些方法计算50年一遇最大风速呢?1. 气象站50年一遇最大风速方法1:极值I型公式(规范方法)根据气象站历年最大风速计算出气象站50年一遇最大风速。
方法2:根据建筑荷载规范中的风压值及风压公式推算。
图2.全国基本风压分布图2. 测风塔50年一遇最大风速方法1:将气象站与测风塔某一高度风速从大到小排序后,选择适当数量的大风样本进行相关性分析,通常选择最大的500、1000项或者气象站风速大于8m/s、10m/s的风速系列,根据气象站50年一遇最大风速及相关方程推算出该高度的50年一遇最大风速。
方法2:将气象站与测风塔某一高度日最大风速,共365或366组样本,做相关性分析,根据气象站50年一遇最大风速及相关方程推算出该高度的50年一遇最大风速。
方法3:七日最大法,即利用测风塔10min数据,筛选出七日中的最大风速,再根据极值I型公式计算出50年一遇最大风速。
方法4:欧洲标准II:在中纬度地区,威布尔分布1.65 < k < 2时,50年一遇10min最大风速是年平均风速的5倍。
方法5:利用大风切变推算测风塔各高度50年一遇最大风速。
3. 最后将50年一遇最大风速换算到标准空气密度下。
基于Pareto分布的风压极值计算方法
基于Pareto分布的风压极值计算方法李正农;曹守坤;王澈泉【摘要】In order to estimate extreme wind pressure with a determined guaranteed ratio, the Pareto distribution was applied to fit the tail part of peak wind pressures,which were extracted by using the autocorrelation of a wind pressure time history.The relationship between the Pareto distribution and the Gumbel distribution was also used for this estimation.The extreme wind pressure on the surface of high-rise buildings is closely associated with the safety of enclosure structures,so the accuracy of the calculated extreme value is essential.This new approach was applied to a high-rise building model repeatedly tested in wind tunnel experiments. The result show that the new approach delivers better estimations for the expectation and guaranteed ratio of extreme wind pressure than traditional methods such as the Gumbel model, modified Hermite model,and Sadek-Simiu model.Averaged standard deviation and specified warranty of wind pressure coefficient also show that the new approach provides not only more accurate but also more robust extreme value than current common methods.%为了利用短时距样本得到具有指定保证率的风压极值,根据风压时程的自相关分析,从短时距风压样本中得到足够的峰值风压样本,通过Pareto分布I型分布拟合峰值样本的高尾部数据,并利用广义极值分布和广义Pareto分布之间的关系对风压的极值做出估计,得到基于Pareto分布的风压极值计算方法.高层建筑表面的围护结构设计取决于结构的表面风压极值的选取.为了获得准确的风压极值,利用高层建筑风洞试验多次独立采样得到的数据,将基于Pareto分布的风压极值计算方法与基于经典极值理论改进的Gumbel法、改进峰值因子法和Sadek-Simiu法进行了比较,从风压极值的期望值和指定保证率的极值两个方面对比可以发现,前者可以得到更为准确的估计.【期刊名称】《空气动力学学报》【年(卷),期】2017(035)006【总页数】5页(P812-816)【关键词】风压极值;风洞试验;Pareto分布;阈值;高层建筑【作者】李正农;曹守坤;王澈泉【作者单位】湖南大学建筑安全与节能教育部重点实验室,湖南长沙 410082;湖南大学建筑安全与节能教育部重点实验室,湖南长沙 410082;湖南大学建筑安全与节能教育部重点实验室,湖南长沙 410082【正文语种】中文【中图分类】TU312+.1作用在建筑物表面的风压极值计算一直是风工程中倍受关注的问题,研究人员和工程师们将得到的风荷载极值用以验算如幕墙等围护结构的局部安全性。
基本风压的确定
一、基本风压的确定基本风压ω0 是根据全国各气象台站历年来的最大风速记录,按基本风压的标准要求,将不同风仪高度和时次时距的年最大风速,统一换算为离地10m 高,自记10min 平均年最大风速(m/s)。
根据该风速数据,按附录D 的规定,经统计分析确定重现期为50 年的最大风速,作为当地的基本风速υ0。
再按贝努利公式(1)确定基本风压。
2012ωρυ= (1)鉴于通过风压板的观测,人为的观测误差较大,再加上时次时距换算中的误差,其结果就不太可靠,当前各气象台站已累积了较多的根据风杯式自记风速仪记录的10min 平均年最大风速数据,因此数据处理时,基本上是以自记的数据为依据。
因此在确定风压时,必须考虑各台站观测当时的空气密度。
可按下述公式确定空气密度: 30.0012760.378(/)10.00366100000e t m t ρρ-⎛⎫= ⎪+⎝⎭式中:t —空气温度(℃);p —气压(Pa);e —水气压(Pa)。
规范将基本风压的重现期由以往的30 年统一改为50 年,这样,在标准上将与国外大部分国家取得一致。
但经修改后,各地的基本风压并不是全在原有的基础上提高10%,而是根据新的风速观测数据,进行统计分析后重新确定的。
为了能适应不同的设计条件,风荷载也可采用与基本风压不同的重现期,计算如下。
1.在确定风压时,观察场地应具有代表性。
场地的代表性是指下述内容:(1) 观测场地周围的地形为空旷平坦;(2) 能反映本地区较大范围内的气象特点,避免局部地形和环境的影响。
2.风速观测数据资料应符合下述要求:(1)应全部取自自记式风速仪的记录资料,对于以往非自记的定时观测资料,均应通过适当修正后加以采用。
(2) 风速仪高度与标准高度10m 相差过大时,可按下式换算到标准高度的风速:10z z v v α⎛⎫= ⎪⎝⎭式中:z —风速仪实际高度(m);υz —风仪观测风速(m/s);α—空旷平坦地区地面粗糙指数,取0.16。
风压标准值计算公式
风压标准值计算公式风压标准值的计算公式啊,这可是个挺专业的知识呢。
咱先来说说啥是风压。
想象一下,风呼呼地吹过来,就像有一双无形的大手在推你,这个推力的大小就可以用风压来表示。
风压标准值的计算公式是:ωk=βzμsμzω0 。
这里面每个字母和符号都有它特定的含义。
ωk 就是我们要算的风压标准值啦。
βz 呢,叫风振系数,它考虑了风的脉动对结构产生的动力效应。
μs 是风荷载体型系数,μz 是风压高度变化系数,ω0 则是基本风压。
那怎么理解这些东西呢?就拿风荷载体型系数μs 来说吧,不同形状的建筑物受到风的作用大小可不一样。
比如说,一个四四方方的大楼和一个有很多突出部分的建筑,风刮过来的时候,它们受到的力能一样吗?肯定不一样呀!我记得有一次去一个建筑工地,当时正在研究一栋高层建筑的抗风设计。
工程师们拿着图纸,对着这个风压标准值的计算公式,反复计算、讨论。
那认真劲儿,让我印象特别深刻。
有人说:“这μs 可不好确定啊,得考虑周全了,不然风一吹,大楼晃悠可就麻烦啦!”另一个接着说:“是啊,还有这βz ,得把当地的风况都摸清楚才行。
”基本风压ω0 呢,一般是根据当地气象台站记录的多年气象数据统计得出的。
它就像是一个基础参考值,其他的系数都是在它的基础上进行调整和修正。
风压高度变化系数μz 跟建筑物所处的高度有关。
越高的地方,风往往越大,所以这个系数也就越大。
风振系数βz 相对复杂一些,它要考虑风的脉动特性以及建筑物的自振特性。
总之,这风压标准值的计算公式虽然看起来有点复杂,但只要咱们弄清楚每个参数的含义和作用,一步一步来,也不是啥难事。
在实际工程中,准确计算风压标准值可是非常重要的。
要是算错了,那建筑物可能在大风中就不安全啦。
所以啊,搞建筑设计的朋友们,可一定要把这个公式吃透,为咱们的建筑安全保驾护航!希望我这么一讲,能让您对风压标准值计算公式有更清楚的了解。
设计风压计算公式
设计风压计算公式风压是指垂直于气流方向的平面所受到的风的压力。
在建筑、工程等领域,准确计算风压是非常重要的。
那咱们就来聊聊设计风压的计算公式。
咱先来说说风压的概念哈。
比如说,一阵大风呼呼地吹过来,吹到建筑物的外墙上,这时候墙就会感受到风的力量,这个力量就是风压。
而设计风压呢,就是在设计建筑物或者其他结构的时候,为了确保它们能够承受住风的作用,咱得提前算出来的那个风压值。
要说设计风压的计算公式,那可得先提到一个重要的参数,就是基本风压。
基本风压是根据当地的气象资料,经过一系列的统计分析得出来的。
它反映了在一定的标准条件下,当地可能出现的最大风压值。
设计风压的计算公式通常是这样的:W = k × W0 。
这里的 W 就是设计风压啦,W0 是基本风压,而 k 呢,是一堆修正系数的乘积。
这些修正系数可多了去了,比如说高度修正系数、地貌修正系数、风振系数等等。
就拿高度修正系数来说吧,大家都知道,越高的地方风越大。
我之前去爬一座山,山脚下感觉风还挺柔和的,可越往山上走,风就越大,吹得人都有点站不稳。
这就好比建筑物,越高的楼层受到的风的压力也就越大,所以就需要这个高度修正系数来调整风压值。
还有地貌修正系数,比如说在城市中心和在开阔的郊外,风的情况就不一样。
我有一次在郊外的大空地上放风筝,那风刮得可顺畅了,风筝一下子就飞得老高。
可回到城市里,高楼大厦林立,风就变得有点乱,这就是地貌对风的影响,所以在计算风压的时候也得考虑进去。
风振系数就更复杂一些啦,风可不是一直稳稳地吹着,有时候会一阵一阵的,还可能有漩涡啥的。
这就像我们坐公交车,有时候车开得平稳,有时候会颠簸一下。
风振系数就是为了考虑这种风的振动对结构的影响。
总之啊,设计风压的计算可不是个简单的事儿,得把这些系数都考虑周全了,才能算得准,这样设计出来的建筑物或者结构才能稳稳地经受住风的考验。
在实际的工程设计中,设计师们得拿着这些公式,结合具体的项目情况,认真地算啊算。
基于非高斯仿真的风压系数极值计算方法
基于非高斯仿真的风压系数极值计算方法李寿科;李寿英;陈政清;孙洪鑫【期刊名称】《振动与冲击》【年(卷),期】2014(000)024【摘要】以多变量相关非高斯过程仿真方法为基础,发展了一种基于单次采样的多变量非高斯仿真极值计算方法。
首先介绍开孔屋盖的风洞试验概况和多变量相关非高斯过程仿真的基本理论,对屋盖上一组测点风压进行了非高斯仿真,结果表明基于谱修正的多变量相关非高斯过程仿真方法得到的时程在功率谱密度,相干函数,高阶矩三方面与目标值接近,仿真效果较好,然后采用经典极值理论对多次仿真的非高斯时程进行极值计算,将该方法得到的峰值因子与以往常用方法的结果进行比较,结果表明:Davenport峰值因子法高估气流分离区左偏风压的正峰值因子60%,低估负峰值因子43%;Sadek-Simiu峰值因子法低估了高峰度风压的峰值因子50%;而基于单次样本进行仿真的非高斯仿真峰值因子法,其估计的开孔屋盖的峰值因子最为准确,与观察峰值因子总体上最为接近。
【总页数】11页(P123-132,143)【作者】李寿科;李寿英;陈政清;孙洪鑫【作者单位】湖南科技大学土木工程学院,湖南湘潭 411201; 北京交通大学结构风工程与城市风环境北京市重点实验室,北京:100044;湖南大学风工程试验研究中心,长沙 410082;湖南大学风工程试验研究中心,长沙 410082;湖南科技大学土木工程学院,湖南湘潭 411201【正文语种】中文【中图分类】TU119+.21【相关文献】1.非高斯风压的极值计算方法 [J], 全涌;顾明;陈斌;田村幸雄2.基于极值Ⅰ型分布的风压系数极值的计算方法 [J], 全涌;顾明3.基于极值Ⅰ型分布的风压系数极值的计算方法 [J], 全涌;顾明4.基于快速傅里叶变换的三维非高斯粗糙表面数值仿真 [J], 张生光;王文中;5.非高斯风压极值估计:基于矩的转换过程法的抽样误差对比研究 [J], 吴凤波;黄国庆;刘敏;彭留留因版权原因,仅展示原文概要,查看原文内容请购买。
风压计算方法
下面我们就来讨论风压的计算问题。
我们知道,风压就是垂直于气流方向的平面所受到的风的压力。
根据伯努利方程得出的风-压关系,风的动压为wp=0.5·ro·v² (1)其中wp为风压[kN/m²],ro为空气密度[kg/m³],v为风速[m/s]。
由于空气密度(ro)和重度(r)的关系为r=ro·g, 因此有 ro=r/g。
在(1)中使用这一关系,得到wp=0.5·r·v²/g (2)此式为标准风压公式。
在标准状态下(气压为1013 hPa, 温度为15°C), 空气重度 r=0.01225 [kN/m³]。
纬度为45°处的重力加速度g=9.8[m/s²], 我们得到wp=v²/1600 (3)此式为用风速估计风压的通用公式。
应当指出的是,空气重度和重力加速度随纬度和海拔高度而变。
一般来说,r/g 在高原上要比在平原地区小,也就是说同样的风速在相同的温度下,其产生的风压在高原上比在平原地区小。
现在我们将风速代入(3), 10 级大风相当于 24.5-28.4m/s, 取风速上限28.4m/s, 得到风压wp=0.5 [kN/m²], 相当于每平方米广告牌承受约51千克力。
•级现象米/秒1 烟能表示风向。
0.3~1.52 人面感觉有风,树叶微动。
1.6~3.33 树叶及微技摇动不息,旌旗展开。
3.4~5.44 能吹起地面灰尘和纸张,树的小枝摇动。
5.5~7.95 有叶的小树摇摆,内陆的水面有小波。
8.0一10.76 大树枝摇动,电线呼呼有声,举伞困难。
10.8~13.87 全树动摇,迎风步行感觉不便。
13.9~17.l8 微枝折毁,人向前行感觉阻力甚大。
17.2~20.79 草房遭受破坏,大树枝可折断。
20.8~24.410 树木可被吹倒,,一般建筑物遭破坏。
非高斯风压的极值计算方法
非高斯风压的极值计算方法全涌;顾明;陈斌;田村幸雄【期刊名称】《力学学报》【年(卷),期】2010(042)003【摘要】以经典极值理论为基础,发展了一种基于单个标准样本的非高斯风压的极值计算方法.首先介绍了风洞试验及试验数据处理的基本概况;然后在阐述经典Gumbel极值理论的基础上,根据观察极值的相互独立性推导了短时距下极值分布参数和长时距下极值分布参数的关系式,给出了一种由短时距样本推算长时距下的极值估算方法;最后基于风洞试验数据,将常用极值估算方法(峰值因子法、改进峰值因子法和Sadek-Simiu法)和该方法的计算结果进行了比较.得到如下结论:将一个标准长度的非高斯风压时程数据划分成若干等长的子段,可以通过子段的极值分布规律准确地估算出母段的极值期望值,子段的最佳分段长度可以通过自相关分析给出;与常用的极值估算方法相比,该方法更能准确估计非高斯风压的极值.【总页数】7页(P560-566)【作者】全涌;顾明;陈斌;田村幸雄【作者单位】同济大学土木工程防灾国家重点实验室,上海,200092;同济大学土木工程防灾国家重点实验室,上海,200092;同济大学土木工程防灾国家重点实验室,上海,200092;东京工艺大学建筑系,日本厚木【正文语种】中文【中图分类】TU312【相关文献】1.基于非高斯仿真的风压系数极值计算方法 [J], 李寿科;李寿英;陈政清;孙洪鑫2.基于极值Ⅰ型分布的风压系数极值的计算方法 [J], 全涌;顾明3.基于极值Ⅰ型分布的风压系数极值的计算方法 [J], 全涌;顾明4.非高斯风压极值估计:基于矩的转换过程法的抽样误差对比研究 [J], 吴凤波;黄国庆;刘敏;彭留留5.雷诺数对柱面屋盖脉动风压非高斯特性与风压极值的影响 [J], 邱冶;王晓梦;朱召泉因版权原因,仅展示原文概要,查看原文内容请购买。
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灾 害 学25卷
基于极值Ñ型分布的风压系数极值的计算方法
全 涌,顾 明
(同济大学土木工程防灾国家重点实验室,上海 200092)
实测和试验结果表明,建筑上风压系数具有很强的非高斯性,然而,目前计算风压系数极值的峰值因子法确是基于高斯假定的,这可能导致建筑的围护结构风荷载被严重低估。
因此,研究非高斯风压系数极值的更准确的计算方法,具有重要的实用意义。
在经典Gum be l 极值理论的基础上,根据观察极值的相互独立性推导了短时距子样本的极值分布参数和长时距母样本极值分布参数的关系式,并基于自相关系数分析给出了确定最佳子样本长度的方法,从而开发了基于单个标准长度数据样本计算其极值的方法,该方法的计算程序如下:
(1)对时间长度为标准时距t 1的试验数据样本进行自相关分析,找出自相关系数从1下降到0值附近的最短时间延迟t 2。
(2)将标准时间长度的实验数据样本等分成n =t 1/t 2个子样本,每段长度为t 2,并给出各子样本的最大值。
(3)利用等式(1)和(2)对n 个最大值进行极值Ñ型分布分析,给出对应于时距t 2的极值分布参数和;F (x e )=exp (-exp (-y )),(1)y =a (x e -u ),
(2)
式中:F (x e )为极值小于x e 的概率;y 为简化变量;参数u 和1/a 分别称为模和散度,为拟合参数。
(4)利用公式(3)和公式(4),将对应于观察时距t 2的两极值分布参数转换为对应时距t 1。
(5)利用公式(5)计算对应于时距t 1的极值期望值。
1/a (T =t 1)=1/a (T =t 2)。
(3)U (T =t 1)=U(T =t 2)+
1a(T =t 2)ln t 1t 2。
(4)x e =u +01577
2/A 。
(5)图1 本文方法和常用方法计算准确性比较
图1对本文方法及目前常用的方法的准确性进行了比较,结果表明本文方法的估算误差始终在10%左右,而几种常用极值方法的估算误差基本上都在10%以上,并且都是低估极值。
因此,本文方法比目前常用方法具有更好的准确性。
360。