基于AR法的输电塔线体系风速时程模拟
基于AR模型的脉动风速时程模拟
![基于AR模型的脉动风速时程模拟](https://img.taocdn.com/s3/m/09c4b4046c175f0e7cd1375b.png)
的建立方式 , 并探讨了越来越受欢迎 的 自然景 区和 自然度 假 区的
此这类结 构 在风 荷 载 作用 下 的响 应 也越 来 越 受 科研 工 作 者 的 而对结构进行 风振时程分 析奠定了基础。
重视 。 1 线性 滤波 法 AR模 型模 拟基 本过 程 大 量实测资料表 明… , 风 速 基 本 上 是 随 时 间 和 空 间变 化 的 平
稳 随机 过程 , 主要包含 长周期 和短周期两 种成分 。在工程 实际应 用中, 瞬时风速 ( f ) 可看成 平均风 速 和脉动 风速 , 叠加, 对结
第4 1卷 第 2 7期 2 0 1 5年 9月
S HA NXI ARC HI T E C TU RE
山 西 建 筑
Vo 1 . 41 No. 27
S e p . 2 0 1 5
・3 3・
・
结 构
・抗 震
・
文章编号 : 1 0 0 9 — 6 8 2 5 ( 2 0 1 5 ) 2 7 — 0 0 3 3 — 0 3
1 3. 2 7.
参考文献 :
[ 1 ] Ma r c Mi c h e l A n g e l i l . C r o s s i n g D i s c i p l i n e s T h e C i t y w i t h o u t
E THZ.Oc t o b e r 1 9 9 7: 1 4 5 . 1 5 0 .
500kV输电钢管塔的风雨激励
![500kV输电钢管塔的风雨激励](https://img.taocdn.com/s3/m/8276bd01f78a6529647d539d.png)
摘 要:利用 ANSYS软件建立了500kV 狮洋至五邑送电线路 DZV674直线塔的有限元模型,研究了其动力特
性,获得了前10阶自振频率,基于 Kaimal脉动风速谱及 线 性 自 回 归 滤 波 器 法 (AR)模 拟 脉 动 风 速 时 程 原 理,
利用 Matlab软件得到模拟脉动风速谱,在此基础上完成 对 雨 荷 载 的 模 拟。并 采 用 时 程 分 析 法 分 析 了 风 单 独
· 160 ·
水 电 能 源 科 学 2012 年
态,自振频率与规范规定 的 [6] 公式较接近,表 明 该 模型合理可用。
2 风速时程和雨荷载的模拟
2.1 风 速 时 程 的 模 拟 (1)参 数 分 析。 本 文 采 用 Kaimal脉 动 风 速
中 图 分 类 号 :TM753
文 献 标 志 码 :A
风荷载在绝大多数情况下是输电塔的主要控 制 荷 载 ,在 风 对 输 电 塔 的 破 坏 过 程 中 ,尤 其 是 台 风 过境时还有雨荷载的参 与,如 澳 大 利 亚 超 过 90% 输电线路的破 坏 是 由 暴 风 雨 造 成 的[1];2000 年 7 月 21 日 吉 林 省 电 网 因 遭 受 龙 卷 风 、暴 雨 和 冰 雹 侵 袭造成10基500kV 输 电 塔 发 生 倒 塌[2];辽 宁 省 也 曾 有 风 雨 致 振 侧 倾 倒 塌 的 实 例 。 强 风 (雨 )作 用 下输电塔遭到破 坏 或 功 能 失 效 的 状 况 表 明,一 方 面对荷载作用机理和结构的动力响应问题的认识 尚不够充分;另一 方 面 是 现 行 设 计 理 论 仍 存 在 严 重缺陷,对结 构 防 灾 措 施 的 研 究 还 有 待 加 强。 目 前,关于风雨激振的研究较多,如吴小平 采 [3] 用 数 值模拟方法分析 了 低 矮 房 屋 风 雨 效 应,表 明 降 雨 产生 的 附 加 荷 载 对 房 屋 具 有 较 显 著 的 影 响; Kikuchi N 等[4]在 风 洞 试 验 条 件 下,考 虑 不 同 降 雨量的影响研究 了 特 定 截 面 导 线 的 气 动 阻 力;任 月明 结 [5] 合脉动风速模拟提出一种雨激励的 模 拟 方法,研究了在风 单 独 作 用 与 风 雨 共 同 作 用 下 的 输电塔体系的动 力 响 应,探 讨 了 雨 荷 载 对 输 电 塔 体系动力响应的影响。但目前关于输电塔线风雨 激励方面的研究 还 处 于 初 步 认 识 阶 段,还 不 能 为 设计提供 完 整 的 理 论 计 算 方 法 和 可 靠 的 技 术 参 数。鉴此,本文利用 ANSYS软件对500kV 狮洋 至五邑送电线路 DZV674直线塔做了风雨激励动 力响应分析。
基于风速和动响应测试的输电塔结构风致安全性评估方法[发明专利]
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(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请号 202010466605.5(22)申请日 2020.05.28(71)申请人 东南大学地址 211102 江苏省南京市江宁区东南大学路2号(72)发明人 程霄翔 (74)专利代理机构 南京苏高专利商标事务所(普通合伙) 32204代理人 冒艳(51)Int.Cl.G06F 30/23(2020.01)(54)发明名称基于风速和动响应测试的输电塔结构风致安全性评估方法(57)摘要本发明公开了一种基于风速和动响应测试的输电塔结构风致安全性评估方法,包括如下步骤:实测在役输电塔的风场信息以及结构动力风致响应;生成作用在输电塔塔体的真实风荷载时程;获得包含结构损伤的高保真有限元模型;对包含有损伤的高保真有限元模型施加真实的动力风荷载,使用时程分析方法获得整个结构各个时刻真实的全场应力分布;利用数值计算获得的结构全场应力分布,采用Ditlevsen窄界限理论计算结构的风致动力可靠度,对强风环境下输电塔结构的安全性进行实时评估。
本发明以现场实测数据保障数值分析的真实性,并通过数值计算获得输电塔的全场应力分布,进而评估整个结构的风致动力可靠度,可以实时地给出在役输电塔结构风致失效概率。
权利要求书1页 说明书4页 附图4页CN 111783326 A 2020.10.16C N 111783326A1.一种基于风速和动响应测试的输电塔结构风致安全性评估方法,其特征在于:包括如下步骤:(1)实测在役输电塔的风场信息以及结构动力风致响应;(2)生成作用在输电塔塔体的真实风荷载时程;(3)获得包含结构损伤的高保真有限元模型;(4)对包含有损伤的高保真有限元模型施加真实的动力风荷载,使用时程分析方法获得整个结构各个时刻真实的全场应力分布;(5)利用数值计算获得的结构全场应力分布,采用Ditlevsen窄界限理论计算结构的风致动力可靠度,对强风环境下输电塔结构的安全性进行实时评估。
基于AR模型的风速时程模拟
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关键词 :A 模型; R 风速时程; 空问相关性;OTA FR RN
OTA 随着 我 国经 济快 速发展 和 施工 工艺 的不 断进 步 , 各 F R R N语 言 编 制 了模 拟 空 间 点脉 动 风 速 时 程 的计 算 种 大型 、复杂 的高层 结构和 大跨 空 间结 构不 断兴 建 , 风 程 序 ,对 计 算 所 得 的风 速 时 程 进 行 快 速 傅 立 叶 变 换 FT, 以 荷载 已成 为结 构抗风 计算 、 防灾 减灾 分析 的重要 设计荷 (F ) 并把 获得 的功 率谱谱 与 目标功 率谱 进行 比较 , 载, 结构 风振 响应分析 研 究 日益 受 到学术 界和 工程 界 的 验证基 于 A R模 型风速 时程 模拟 的可行 性 。
^
研究与探讨
式中,
个数 ) L 1 + K 一2 ( 3) 2
( 1 式 )
^
1 × l … 1】 l M I , , r 1, lI l P r M r P T’
用。
5结论
【 考文 献】 参
[] 1 王星 华 . 土 固化 浆 液 在 地 下 工 程 中 的应 用 [] 北 京 : 国铁 粘 M. 中
() 1 粘土 固化 浆液 主要材 料是 粘土 ,可 以就 地取 材, 道 出版 社 ,9 8 19 . 水泥 、 水玻 璃用量 少, 因此材 料成 本低 。 [] 2 阮文 军 . 液基 本 性 能 与 岩 体 裂 隙注 浆 扩 散 研 究 []2 0 . 浆 D.03
后塑性 强度 增大, 既保证 了可 注性 , 又不会 扩散 太远 。 而
[] 吉林 工程技术师范学院学报, 0 8 2 (0 :2 6 J. 2 0 ,4 1) 6 — 4
基于AR法的输电塔风振响应时程分析
![基于AR法的输电塔风振响应时程分析](https://img.taocdn.com/s3/m/30628ce25ef7ba0d4a733bfb.png)
动风速时程 , 不需要针对特定结构 , 因此 更 具 一 般 性 . 借 助 于 计 算 机 的迅 速 普 及 和数 值 分 析 方 法 的深 入 研
究, 风 荷 载 的数 值 模 拟 理 论 研 究 成 果 丰 硕 ] , I a n n u z z i 等E 7 ] 针 对 高耸 塔 桅 结 构 用不 同方 法 获 得 的 风 速 时 程 作 用 下 的风 振 相 应结 果 作 出 比较后 ,建 议采 用 线 性 滤 波 法 的 自回 归 ( Au t o R e g r e s s i v e , A R) 方法_ 8 ] 模 拟 互 相关 的 多重 脉 动 风 速 时程 .
摘 要 : 采用 M A r L A B编 制 了基 于 A R 法 的风 荷 载 模 拟 程 序 , 以广 西 某 工 程 实 际 2 2 0 k V 输 电塔 为 对 象 . 用A N S Y S分 析 了 输 电塔 架 结 构 在 实 际 风 场 中不 同风 向角 的 振 动 响应 以及 不 同跨 度 下 时 程 分 析 和 规 范 计 算 两 者 1 0 ( 2 0 1 3 ) 0 2 — 0 0 7 4 . 0 4
基 于 AR 法 的 输 电塔 风 振 响应 时程分 析
陈建 芳 a ' b , 陈家 豪 , 何 志
( 广 西 大学 a . 土木 建 筑 工 程 学 院 ; b . 工 程 防灾 与 结 构 安 全 教 育 部 重 点 实 验 室 , 广西 南 宁 5 3 0 0 0 4 )
塔 架 结 构 的抗 风 设 计 研 究提 供 了必要 的技 术 参 数 .
1 塔 架计 算模 型
采用 2 2 0 k V广西主干电网中工程实例输 电塔架模型 , 塔高 5 6 . 2m, 呼
基于AR模型模拟超高层建筑的脉动风速时程
![基于AR模型模拟超高层建筑的脉动风速时程](https://img.taocdn.com/s3/m/6777fc023069a45177232f60ddccda38376be103.png)
基于AR模型模拟超高层建筑的脉动风速时程李春祥;都敏;韩兵康【期刊名称】《地震工程与工程振动》【年(卷),期】2008(28)3【摘要】风荷载是超高层建筑设计的主要荷载之一,而且通过风振时域分析可以更全面地了解超高层建筑风振响应特性,更直观地反映超高层建筑风致振动控制的有效性。
因此,本文使用线性滤波法即白噪声滤波法(white noise filtration method,WNFM)中的自回归(auto-regressive,AR)模型模拟超高层建筑的风速时程。
首先,考虑超高层建筑风速时程的时间和空间相关性,导出了四阶AR模型的参数表达式。
接着,基于AR模型模拟了一幢高度为200 m超高层建筑的风速时程。
最后,通过比较模拟风速功率谱、模拟自相关函数和互相关函数与目标风速功率谱、目标自相关函数和互相关函数的吻合程度,验证基于AR模型模拟超高层建筑风速时程的可行性。
【总页数】8页(P87-94)【关键词】超高层建筑;风荷载;风速时程;自回归模型;随机过程;模拟【作者】李春祥;都敏;韩兵康【作者单位】上海大学土木工程系,上海200072;同济大学土木工程学院,上海200092【正文语种】中文【中图分类】TU311【相关文献】1.基于AR模型的空间脉动风速时程模拟方法研究 [J], 赵海霞2.基于ARMA模型模拟高架桥的脉动风速时程 [J], 李春祥;谈雅雅;李锦华3.基于AR模型模拟的转体桥梁脉动风数时程 [J], 宋浩4.基于AR模型的大跨悬索桥脉动风速时程模拟 [J], 白泉;徐樊;杨少波5.基于线性滤波法的超高层建筑脉动风速时程模拟 [J], 常乐;郭小飞因版权原因,仅展示原文概要,查看原文内容请购买。
基于AR模型方法的多维脉动风荷载时程的模拟
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通过设 计好 的过滤 器 ,使 其输 出为具 有 给定谱 的 随机过 程 。该 法 占用 内存 少 ,计算 快捷 。近年来 ,线 性
滤波器 法 中 自 回归滑 动 平 均 模 型 ( uoersi v v r eMoes A t ges eMoeA ea d l,简 记 为 A M r v g R A) 和 自回归 模 型 ( uoersi o e ,简记 为 A A trg s eM dl e v s R) 被广 泛用 于描 述平稳 随机 过程 ,取得 了 良好 结果 。
Ⅳ() =C ‘ ( ) t nt
() 2
式 中,()= [ t ,:t , ,nf ] n()是 均 值为 0 方差 为 1且彼 此相 互 独立 的正 态 随机过 nt n () n() … a() ,if 、 程 , 12 … , ; i= ,, nC为 n阶下 三角矩 阵 , 通过 nxn阶协方差 矩 阵 R 的乔里斯 基 ( hlsy 解确 定 : C oek )分
收稿 日期 : 0 7—0 20 9—0 9 作者 简 介 : 建 平 ( 9 2一) 王 16 ,男 ,副 教 授 ,研 究 方 向 :结 构非 线 性 分 析 。
维普资讯
第 5期
王建 平 : 于 A 基 R模 型方法 的多 维脉动风荷载时程的模拟
p
( ,)= zt
u t A )+N() ( —k t t
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式 中 , 间第 点坐标 , 空 =12 … ,; A ,, np为 R模 型阶数 ;t A 是模 拟 风速 时程 的时 间步长 ; 为 A R模 型
风电机组塔架的脉动风速时程模拟
![风电机组塔架的脉动风速时程模拟](https://img.taocdn.com/s3/m/bd75984dbf23482fb4daa58da0116c175f0e1e95.png)
风电机组塔架的脉动风速时程模拟叶赟;宫兆宇【摘要】In this paper, an autoregressive model(AR model) is used to simulate wind speed time series. e spectrum of simulated wind speed time series is found in agreement with the target spectrum, Davenport wind speed spectrum. Samples of the uctuating wind load on the nodes of a structure are obtained. Using the WAWS, the article builds an AR model to calculate the model order and edit a simulation program. rough the analysis on some wind turbines tower, the feasibility and e ciency of this simulation model is veri ed.% 本文简述了谐波合成法中的自回归模型(AR)模拟出给定风速功率谱的风速时程序列,并验证其与目标谱(Davenport谱)的一致性,从而得到作用在各节点的脉动风荷载时程样本的方法。
本文采用谐波合成法,建立了脉动风速时程的 AR 模型,编辑出脉动风速时程模拟程序,并对某风电机组塔架进行脉动时程分析,验证了该脉动风速时程模拟的可行性与有效性。
【期刊名称】《风能》【年(卷),期】2013(000)001【总页数】6页(P72-77)【关键词】脉动风;数值模拟;自回归模型;风电机组塔架【作者】叶赟;宫兆宇【作者单位】内蒙古科技大学建筑与土木工程学院,包头 014010;内蒙古科技大学建筑与土木工程学院,包头 014010【正文语种】中文【中图分类】TM614高耸结构风荷载是结构设计时必须要考虑的一类重要的随机荷载,风振响应成为控制结构设计的重要因素。
基于EEMD与AR建模的风电场风速预测
![基于EEMD与AR建模的风电场风速预测](https://img.taocdn.com/s3/m/5bbd7126b80d6c85ec3a87c24028915f804d8495.png)
基于EEMD与AR建模的风电场风速预测何群;赵文爽;江国乾;谢平【摘要】针对风速时间序列的非平稳性与非线性,提出一种基于集合经验模式分解( EEMD)与AR建模分析的风电场风速集成预测方法。
首先运用EEMD对风速序列进行预处理,将其分解为一系列相对平稳的固有模态分量( IMF),突出原始风速序列的局部特征信息;然后利用AR建模对各分量进行预测分析,降低建模难度与预测成本;最后,将各分量的预测结果利用最小二乘法求得权值后进行集成得到风速序列的预测结果。
风电场实测数据验证表明,相比单一的AR建模预测和基于EMD的AR集成预测,该方法有效地提高了预测的精度。
%Aiming at the non-stationary and nonlinear of wind speed sequences ,an integrated method based on EEMD and AR modeling is proposed. The wind speed time series are firstly pretreated by EEMD and decomposed into a series of relatively smooth IMF components, highlighting the local characteristics of the original sequences. Then each IMF component is modeled and forecasted using AR modeling,thus reducing the difficulty of modeling and forecast costs. Eventually,the prediction results of each component are taken for integration by the least square method to get the right values. A set of wind speed data from some wind farm are verified and the results show that compared with the single AR modeling prediction and forecast based on EMD and AR integration,the proposed method can effectively improve the prediction accuracy.【期刊名称】《计量学报》【年(卷),期】2015(000)002【总页数】6页(P181-186)【关键词】计量学;风速;集成预测;EEMD;时间序列建模;最小二乘法【作者】何群;赵文爽;江国乾;谢平【作者单位】燕山大学电气工程学院河北省测试计量技术及仪器重点实验室,河北秦皇岛066004;燕山大学电气工程学院河北省测试计量技术及仪器重点实验室,河北秦皇岛066004;燕山大学电气工程学院河北省测试计量技术及仪器重点实验室,河北秦皇岛066004;燕山大学电气工程学院河北省测试计量技术及仪器重点实验室,河北秦皇岛066004【正文语种】中文【中图分类】TB971在石油化工能源日益枯竭的今天,风能作为一种清洁的可再生能源,受到了越来越广泛地关注,接入电网的风电容量也在不断增加。
大跨越输电塔线体系风振响应及风振系数分析
![大跨越输电塔线体系风振响应及风振系数分析](https://img.taocdn.com/s3/m/1e5eeb2891c69ec3d5bbfd0a79563c1ec4dad740.png)
山西建筑SHANXI ARCHITECTURE第47卷第6期・34・2 2 2 1年3月Vai. 27 Na. 5Mar. 2028文章编号:1969-7825 (2021) 66C634C5大跨越输电塔线体系风振响应及风振系数分析原迁张德凯(同济大学建筑工程系,上海200095 )摘要:输电塔是高柔度的风敏感结构,大跨越输电塔线体系由于塔线耦合作用,动力特性和风振响应变得复杂。
以智力 CHACAO 大跨越工程为例,在Ansys 中建立塔线体系有限元模型,从结构的动力特性和风振响应几个方面对单塔及塔线体系进行风振分析;根据时程分析结果对风振系数进行计算并和规范结果对比,发现按照建筑荷载规范结果不准确也不安全,架空输电线 路荷载规范由于考虑了横担处的质量突变等因素,总体来说更符合实际也更偏于安全。
关键词:大跨越,塔线体系,风振响应,动力分析,风振系数中图分类号:TU315 文献标识码:A0引言输电线路起着运送和分配电能的作用,是经济社会发展重要的生命线工程。
在我国,风灾所引起倒塔的事故一直相当严重,例如2013年8月4日18:30左右,西北某地区 遭遇大暴雨、强雷电和瞬时最大风速34.2血s (10 m 基准 高度)的大风,导致某330 kV 输电线路35号~40号连续档、46号共7基铁塔倒塌,41号铁塔倾斜,涉及两个耐张 段1 ]。
大跨越输电塔体系作为风敏感的复杂空间耦联体 系,高度高而且有较高柔度,对于“干”字形铁塔,横担长度大,塔头质量更为集中,其在风荷载下的风振响应分析很有 必要1 ]。
对大跨越输电塔结构的动力特性及其随机风荷载 作用下风振响应研究也一直是高耸结构研究和设计的一个 重要方面。
在计算风振系数方面,DLT 5154—2219架空输电线 路杆塔结构设计技术规定1 ],《大跨越设计技术规定》[],GB 50137—2216高耸结构设计标准1 ]等业内规范均和GB50006—2012建筑结构荷载规范1 ]的计算方法类似,但实际上规范提供的方法只适用于体型和质量沿高度均匀分布 的高层建筑和高耸建筑,对于输电塔质量和外形有突变的 局部位置并不完全适用,输电塔结构沿高度方向布置有数个横担结构,横担宽度较塔身宽度大得多,质量和挡风面积 在横担处突变,其风振系数取值必然与从上至下宽度和质量均匀变化的高耸结构和高层结构有很大区别。
风速时程模拟自回归法空间20个点-AR模型
![风速时程模拟自回归法空间20个点-AR模型](https://img.taocdn.com/s3/m/cbe0012bdf80d4d8d15abe23482fb4daa58d1d88.png)
风速时程模拟自回归法空间20个点-AR模型%风速时程模拟自回归法空间20个点-AR模型%自回归模型阶p=4,模拟空间20个点,时间步长ti=0.1,频率步长f=0.001,%空间相干系数采用与频率无关的shiotani相关系数,脉动风速谱为Davenport谱cleartick=0.005;v10=25;n=0.001:0.001:10;xn=1200*n./v10;s1=4*k*25^2*xn.^2./n./(1+xn.^2).^(4/3); %Davenport谱%产生空间点坐标for i=1:20x(i)=5+i;z(i)=8+i;end%求R矩阵syms fR0=zeros(20);for i=1:20for j=i:20H0=inline('(4*1200^2*f*k)./(1+(1200*f/v10).^2).^(4/3)','f','k' ,'v10');k=0.005; %地面粗糙度长度v10=25;R0(i,j)=quadl(H0,0.001,10,0.001,0,k,v10);R0(j,i)=R0(i,j);endR1=zeros(20);for i=1:20for j=i:20H1=inline('(4*1200^2*f*k).*exp(-sqrt(dx^2/50^2+dz^2/60^2)).*cos(2*pi*f*ti)./(1+(1200*f/v10).^2).^(4/3)','f','k','dx','dz','ti','v10');k=0.005;ti=0.1; %时间步长v10=25;dx=x(i)-x(j);dz=z(i)-z(j);R1(i,j)=quadl(H1,0.001,10,0.001,0,k,dx,dz,ti,v10);R1(j,i)=R1(i,j);endendR2=zeros(20);for i=1:20for j=i:20H2=inline('(4*1200^2*f*k).*exp(-sqrt(dx^2/50^2+dz^2/60^2)).*cos(2*pi*f*2*ti)./(1+(1200*f/v10).^2).^(4/3)','f','k','dx','dz','ti','v10');k=0.005;ti=0.1;v10=25;dx=x(i)-x(j);dz=z(i)-z(j);R2(i,j)=quadl(H2,0.001,10,0.001,0,k,dx,dz,ti,v10);R2(j,i)=R2(i,j);endR3=zeros(20);for i=1:20for j=i:20H3=inline('(4*1200^2*f*k).*exp(-sqrt(dx^2/50^2+dz^2/60^2)).*cos(2*pi*f*3*ti)./(1+(1200*f/v10).^2).^(4/3)','f','k','dx','dz','ti','v10');k=0.005;ti=0.1;v10=25;dx=x(i)-x(j);dz=z(i)-z(j);R3(i,j)=quadl(H3,0.001,10,0.001,0,k,dx,dz,ti,v10);R3(j,i)=R3(i,j);endendR4=zeros(20);for i=1:20for j=i:20H4=inline('(4*1200^2*f*k).*exp(-sqrt(dx^2/50^2+dz^2/60^2)).*cos(2*pi*f*4*ti)./(1+(1200*f/v10).^2).^(4/3)','f','k','dx','dz','ti','v10');k=0.005;ti=0.1;v10=25;dx=x(i)-x(j);dz=z(i)-z(j);R4(i,j)=quadl(H4,0.001,10,0.001,0,k,dx,dz,ti,v10);R4(j,i)=R4(i,j);endQ1=zeros(20);Q2=zeros(20);Q3=zeros(20);Q4=zeros(20);A=[R0 R1 R2 R3;R1 R2 R3 R0;R2 R3 R0 R1;R3 R0 R1 R2]; %80X80矩阵B=[R1;R2;R3;R4]; %80X20矩阵X=A\B; %此式相当于A*X=B,X(80×20矩阵)为自回归系数Ψq1=X(1:20,:); %取X的第一个20×20矩阵q2=X(20+1:2*20,:); %取X的第二个20×20矩阵q3=X(2*20+1:3*20,:); %取X的第三个20×20矩阵q4=X(3*20+1:4*20,:); %取X的第四个20×20矩阵Q1=q1';Q2=q2';Q3=q3';Q4=q4';RN=R0+Q1*R1+Q2*R2+Q3*R3+Q4*R4;%对RN 进行cholesky分解L=zeros(20);L=chol(RN);L=L';a=zeros(20,2048);for i=1:20for j=1:2048a(i,j)=normrnd(0,1,1,1); %产生均值0,方差1的正态随机数矩阵endendV(1:20,1)=L*a(:,1);V(1:20,2)=-Q1*V(1:20,1)+L*a(:,2);V(1:20,3)=-(Q1*V(1:20,2)+Q2*V(1:20,1))+L*a(:,3);V(1:20,4)=-(Q1*V(1:20,3)+Q2*V(1:20,2)+Q3*V(1:20,1))+L*a(:,4);for t=5:2048V(1:20,t)=-(Q1*V(1:20,t-1)+Q2*V(1:20,t-2)+Q3*V(1:20,t-3)+Q4*V(1:20,t-4))+L*a(:,t); endV1=V(1,:); %取第一点的风速t=(1:2048)*0.1;figuresubplot(2,1,1);plot(t,V1,'b-');xlabel('t(s)');ylabel('v(t)');axis([0 120 -40 40]);%与目标谱进行比较[power,freq]=psd(V(1,:),2048,10,boxcar(1024),0,'mean'); power=power*2*0.1;subplot(2,1,2);loglog(freq,power,'r-',n,s1,'g-');xlabel('freq');ylabel('s1/power');toc。
风速时程AR模型及其快速实现
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R ( j ∃ t) = -
∑7
k= 1
k
R [ (j -
k ) ∃ t ], j = 1, …, p
( 7)
p
R ( 0) = -
∑7
k= 1
k
R ( k ∃ t) + R N
( 8)
写成 A R 模型的正则方程, 即:
R ・7 = RN Op
( 9)
V (X , Y , Z , t) = -
R 12 ( ∃ t) R 22 ( 0) R 32 ( ∃ t) R
( p + 1) 2
R 13 ( 2∃ t) R 23 ( ∃ t ) R 33 ( 0) R
…
R 1 (p + 1) ( p ∃ t)
… R 2 (p + 1) [ ( p - 1) ∃ t ] … R 3 (p + 1) [ ( p - 2) ∃ t ] ω …
R 11 ( 0) R 21 ( ∃ t) R= R R 31 ( 2∃ t)
( p + 1) 1
式中, 7 = [ I , 7 1 , …, 7 p ]T , 为 ( p + 1 ) M ×M 阶矩 阵, I 是 M 阶单位阵; R N 意义同前; O p 为 pM ×M 阶矩阵, 其元素全部为 0; R 为 ( p + 1)M × ( p + 1)M 阶自相关 Toep litz 矩阵, 写成分块矩阵的形式, 即:
p
( 4) j ∃ t) + N ( t) V T ( t - j ∃ t) ( 式中, j = 0, …, p. 作 数 学 期 望 运 算 Exp ecta t ion [ ] ) 并结合自相关函数的如下性质: T ( 5) R ( - j ∃ t) = E [V ( t) V ( t- j ∃ t) ] ( 6) R ( - j ∃ t ) = R ( j ∃ t) 得两个方程 ( 组) , 即:
基于AR模型的输电塔结构风荷载模拟技术
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t we sf u d.A e lp oe ti ra e sa x mpe h e ut n iae t a n lssa d te t n t o s o ri o n ra r jc ste td a ne a l.te r s lsidc t h ta ay i n r ame tmeh d
泛采用。 近年 来 , 人造地 震 波 已大量 地用 于 地震作 用 下的结 构 动力 分析 。 同样 , 构 的 风振反 应 分析也 需 结
要 获 得大 量 的满 足某种 给 定条 件 的模拟 风记 录 。而
的破 坏 将 导 致供 电系 统 的瘫 痪 , 不仅 严 重 影 响 电 这பைடு நூலகம்
力供 应 , 且会 引发 火灾 等次 生灾 害 , 社会 和人 民 而 给
祝 贺
( 东北 电力 大 学, 吉林 吉林 1 2 1 ) 3 0 2
摘 要 : 于 近 年 来 强 风 对 输 电 铁 塔 的 破 坏 情 况 , 用 时 间 序 列 分 析 中 的 AR 模 型 方 法 来 求 取 铁 塔 上 脉 动 风 的 随 鉴 采
机 过 程 , 究 了脉 动风 速 和 脉 动 风 压 的概 率 统 计方 法 , 出 了 适 合 输 电铁 塔 的 自回 归 模 型 的 阶 数 。实现 了 考 虑 空 间 研 找
基 于 AR 模 型 的输 电塔 结 构 风 荷 载 模 拟 技 术
AR o e e h d f me hit r m ia i n ofPu s i a n Tr n m is o we M d lM t o or Ti - s o y I t to l e W nd Lo d o a s s i n To r
p e e t d h r r e s n b e a d f a i l . r s n e e e a e r a o a l n e sb e Ke wo d AR d l t a s s i n t we ;wi d l a y r s: mo e ;r n miso o r n o d;t e h s o y i t t n i it r mia i m o
输电铁塔结构脉动风模拟的AR法
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( 7)
式中 , 是 时间 序列 的时间 间隔 , 为 自 相关参 数, 可通过 下式确 定:
( 8)
式中,
为 自相关 函数。序 列 N( t )
为 零 均 值 方 差 为 1 的 高 斯 分 布的 白 噪 声 过
程 。 当 确定 后 , 方差 可以 通 过下 式 确
关键 词: 输电 铁塔 脉动风 AR 法
中 图分类号: TM6 4
文献标 识码: A
文章编号: 16 72 - 3 791 ( 2 00 8) 03 ( a) - 0 04 2- 02
由 于输电 铁塔结 构多由 钢材制 作, 自重较 轻, 受 到风荷 载的影 响很大。当 结构受 到强风 长时 间作 用时 , 结 构自 身的 振动 加大 , 疲 劳增 强, 结 构的 承载 能力降 低, 铁 塔在 一些关 键部 位处 产生 破损 , 从而导 致铁 塔的 损坏 。例 如, 发现 有一 些铁 塔 由于 遭受 周期 性大 风荷 载而 产生 的破 坏[ 1, 2] , 如图 1 所示 。一个 铁塔 的破 坏会 沿着 线路 迅速蔓 延, 使 全线 严重 损坏, 造 成非 常大的 损失 。
工程技术
杨帆 1 杜文风 2 杨国忠 2 张慧 2 ( 1 . 广东 省输变电工程有限公 司 广东 广州 510 060 ; 2. 河南大学土 木建筑学院 河南开封 47 500 4)
摘 要: 推导了用 AR法对输电 铁塔结构的 脉动风荷载进 行模拟的理 论, 并 应有于一个具 体工程实例, 结果表 明模拟谱与目 标谱吻合较 好。
( 6)
式中 、 分 别 为平 均 风荷 载 和脉 动 风 荷载 。 A 为 z 高 度处 垂直 结构 物表 面风 荷 载 受压面积 。
基于形状记忆合金阻尼器的输电塔线体系风振控制
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阻尼器进行风振 内的 效
,提岀7种布置方案,通 ' ,得岀加设黏弹性铅芯阻尼器
塔 度、加速度位移的最大值、均方 明显
•陈波等②于主动 阻尼器的
,提
岀了
风振反应的两种半主动
略,通
数值研究得到了半主动 阻尼器
效地
输电塔的风致振动的 •尹鹏3采用 式
量阻尼器对某双 塔进行了顺风向风振
研究,通
量阻尼器参数优化,有效地
accuracyof hemodel.The ime-his orysimulaionof hepulsaingwindwasperformed.According o he
, workingprincipleof hedampersands ruc uralcharac erisicsof he ransmision ower hreediferen
WAN Shuting,CHENG Kanru,DONG Qing,ZHANG Xiong
(Department of Mechanical Engineering,North China Electric Power University,Baoding 071003,Hebei,China)
Abstract: In this paper, a model of the transmission tower-line coupling system was established. The modal analysis of the single-tower and tower-line coupled system model was performed to verify the
tower body with the best damping effect. A rational design of the damper arrangement enables the damper to exert its maximum energy consumption and achieve the best control effect. Key words: vibration control; shape memory alloy (SMA) damper; wind-induced response; finite elementanalysis
基于AR模型的瞬时风模拟
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基于AR模型的瞬时风模拟
方治华;李晨;杜晓旭
【期刊名称】《内蒙古科技大学学报》
【年(卷),期】2010(029)001
【摘要】基于AR模型,研究了脉动风的数值模拟方法,编制了瞬时风速和风荷载的模拟程序.将此方法推广到斜拉索结构,模拟计算了苏通大桥A34拉索的风速与风荷载.通过模拟谱与目标谱的对比,证明该方法准确性高,并为下一步斜拉索的振动时程分析提供了激励源.
【总页数】4页(P95-98)
【作者】方治华;李晨;杜晓旭
【作者单位】内蒙古科技大学,建筑与土木工程学院,内蒙古,包头,014010;内蒙古科技大学,建筑与土木工程学院,内蒙古,包头,014010;内蒙古科技大学,建筑与土木工程学院,内蒙古,包头,014010
【正文语种】中文
【中图分类】TU312+.1
【相关文献】
1.基于谱表示与AR模型的风场模拟对比分析 [J], 刘瑞莉;徐公勇;宋淳宸;邱顺冬
2.基于AR和ARMA模型的多变量非高斯风压模拟 [J], 李锦华;李春祥;邓莹;蒋磊
3.基于EEMD-AR模型的丹江口水库年径流随机模拟与预报 [J], 练继建;孙萧仲;马超;赵明;唐志波
4.基于AR模型模拟的转体桥梁脉动风数时程 [J], 宋浩
5.基于AR模型的大跨悬索桥脉动风速时程模拟 [J], 白泉;徐樊;杨少波
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万方数据.170・水电能源科学其中x=[zl,z2,…,zM]TY=[y1,Y2,…,YM]Tz=[2l,施,…,ZM]T式中,(z;,y,,≈)为空间第i点坐标,i一1,2,…,M;P为AR模型阶数;At为模拟风速的时间步长;吵。
为AR模型自回归系数矩阵,k一1,2,…,P;Ⅳ(£)为独立随机过程向量。
根据风速时程假定,式(4)两边同时乘VT(X,Y,Z。
f_Jf△£),并求数学期望有:B(jz、t)=一∑%R[(歹一是)at-I(歹一1,2,…,户)(5)式中,R为pM×pM阶自相关Toeplitz矩阵。
则AR模型的正则方程为:脚=[尝]㈤其中lf,=[咖,亿,…,以]T式中,lf,为pM×M阶矩阵,咿为M×M阶方阵;RN为M×M阶方阵;q为(p一1)M×M阶矩阵;其元素全部为0。
AR模型阶数根据最小AIC准则确定M。
AIC函数为:AIC(p)一N19Z+2(p+1)(7)其中Z=2R(o)一R(N)式中,N为样本容量。
从一阶模型开始求AIC(p)的函数值,直至找到使其最小的户为止,一般取4"-5阶即可满足要求。
3算例3.1风速时程模型500kV栖霞一文登(昆嵛)送电工程直线塔为5D—SZl双回路直线塔,塔高66.4m,档距500m,建立三塔四线模型见图1。
基于Matlab软件编制脉动风速时程模拟程序,各参数分别为:①基本参数。
根据文献E7-1求得标准高度(10m)处平均风速为口l。
=29.665m/s,地面粗糙度系数k;0.005;②时间和频率参数。
时间步长0.1s,时程总长t=300s,初始频率0.01Hz,截止频率图1输电塔线模型Fig.1Transmissiontowerlinemode10Hz;③模型参数。
节点设置总数为78个,计算模型阶数p一4,表1为模型部分节点坐标值。
表1提取风速点坐标Tab.1Coordinateofextractedpointsm3.2风速时程分析(1)点l的脉动风速时程曲线见图2、风速模拟谱与目标谱拟合曲线见图3。
由图可看出,采用AR法编制程序模拟的脉动风速谱与采用Kaimal谱计算获得的目标谱拟合效果好。
f,s图2点1脉动风速时程曲线Fig.2Timehistorycurveoffluctuatingwindspeedofpoint1图3点1风速模拟谱与目标谱拟合曲线Fig.3Fittedcurveofsimulatedspectrumandtargetspectrumofpoint1(2)点l、6、14脉动风速时程曲线比较。
为便于比较,将点6、14的脉动风速值分别加20、40m/s,比较结果见图4。
由图可看出:①不同高度处脉动风速变化趋势相同,但各时刻的速度不同,表明脉动风速具有随机性;②随高度增大,平均风速变大,但脉动风的波动区间变小。
表明输电塔线图4点1、6、14脉动风速时程曲线Fig.4Timehistorycurveoffluctuatingwindspeedofpoint1-6,14万方数据第29卷第2期秦力等:基于AR法的输电塔线体系风速时程模拟体系脉动风振作用随高度增加而减弱。
(3)点26、30、78脉动风速时程曲线比较。
为便于比较,将点30、78的脉动风速值分别加20、40m/s,比较结果见图5。
由图可看出。
在高度不变时,各点的平均风速相同,但脉动风速不同,相位有差异,表明脉动风具有空间相关性。
b.脉动风具有空间相关性,两点之间距离越近相关性越强。
距离越远相关性越弱,且水平距离变化时相位亦有差别。
c.采用AR法模拟输电塔线体系的脉动风速时程。
结果表明该方法可行,在选择适当的时间步长方面值得进一步研究。
参考文献:1-13国家电力公司华东电力设计院,国家电力公司电力规划设计总院.1lO~500kV架空送电线路设计技术规程(DL/T5092—1999P)[S].北京:中国电力出版社,1999.[2]王之宏.风荷载的模拟研究[J].建筑结构学报,1994。
15(1):44—52.r3-]刘锡良,周颖.风荷载的几种模拟方法[J].工业建图5点26、30、78脉动风速时程曲线筑,2005,35(5)=81-84.Fig・5Timehi3’o‘yoffluctuatingwind[4]Dyrbyec,HansenSO.结构风荷载作用[M].薛素sPeedtoPo;“t26,30,78铎,李雄彦,译.北京:中国建筑工业出版社,2006.[53黄本才,汪从军.结构抗风分析原理及应用(第二4结语版)[M].上海:同济大学出版社,2008.[6]马文平,李兵兵,田红心,等.随机信号分析与应用a.脉动风在不同高度处的变化趋势基本相[M].北京:科学出版社,2006.同,随高度增加。
脉动风的波动区间逐步缩小,表[73中国建筑科学研究院,同济大学,建设部建筑设计明在输电塔线体系中,高处的脉动性质弱于低处院,等.建筑结构荷载规范(GB50009—2001)[s]・北的脉动性质。
京:中国建筑工业出版社・2002・WindSpeedTime-HistorySimulationfOrTransmissionLineSystemBasedonARMethodQINLil,YUANJunjJanl,LIXingyuan。
(1.SchoolofCivilEngineering,NortheastDianliUniversity,Jilin132012,China;2.ShandongLuxinRealEstateCompany,ji’nan250013,China)Abstract:BasedonthebasicpropertyoffluctuatingwindandtheprincipleofKaimalpowerspectrumandlinearfihe—ringmethod(AR)forsimulationtime-historyoffluctuatingwindspeed。
time-historysimulationprogramoffluctuatingwindspeedisdevelopedbyusingMatlahtoolbox.Taking500kVQixia—Wendeng(Kunyun)transmissionprojectforanexample,time-historyoffluctuatingwindspeedissimulated.Thecorrelationoffluctuatingwindintimeandspaceisana—lyzed.Theinstanceresultsshowthattheproposedmethodisaccurateandeffective.Keywords:transmissionlinesystem;ARmethod;turbulentwind;Kaimalpowerspectrum;spacecorrelation*枣*枣斗e斗e耳e斗e蚌皋*雠斗e斗e斗辜牛e斗e耳e斗e斗e斗e牛阜*e斗e斗e斗e斗g*馓斗辜*辜斗e膏e。
.鲁■台■枣■拳斗窜斗窜牛皋■e斗e斗台膏e斗e斗e斗窜斗窜牛e啊e(上接第122页)[4]电力工业部电力科学研究院.电力工业部武汉高压预防性试验规程(DL/T596—2006)Is].北京:中国电研究所,电力工业部西安热工研究院,等.电力设备力出版社,2007.AnalysisandTI・eatmentforDCWithstandVoltageandLeakageCurrentTestOfHytIrOgeneratorGUOLei(DepartmentofMechanicalandPowerEngineering,NanchangInstituteofTechnology,Nanchang330099’China)Abstract:InviewofproblemofDCleakagecurrentofexceedingstandardafteralterationofhydroturbinegeneratorsets,takingtheWujiangduHydropowerStationinGuizhouProvinceforanexample,theinsulationdefectsexistingingeneratorstatorwindingendisfoundbyaualysisofDCwithstandvoltageandleakagecurrenttest.Thenthetreatmentschemeisputforward.Keywords:statorwinding;DCwithstandvoltage;leakagecurrent;test;insulation}defeet;hydrogenerator万方数据基于AR法的输电塔线体系风速时程模拟作者:秦力, 袁俊健, 李兴元, QIN Li, YUAN Junjian, LI Xingyuan作者单位:秦力,袁俊健,QIN Li,YUAN Junjian(东北电力大学建筑工程学院,吉林,吉林,132012), 李兴元,LI Xingyuan(山东鲁信房地产投资开发有限公司,山东,济南,250013)刊名:水电能源科学英文刊名:WATER RESOURCES AND POWER年,卷(期):2011,29(2)本文链接:/Periodical_sdnykx201102054.aspx。