[发明专利]一种区间风谱模型的建立方法

权利要求书

1.一种区间风谱模型的建立方法，其特征在于该方法包括以下步骤：

第一步：进行大量强台风现场实测：

实测方法有两种，一种是在台风来临期间，估计台风到达时间，将风速仪置于大跨度桥梁的跨中或塔顶，调整采集频率进行风速和风向数据的采集；另一种是通过安装在结构健康监测系统——SHMS中的风速仪进行风速和风向数据的采集，传输系统将采集系统采集的数据传送到监测中心；

第二步：对实测风速和风向数据进行功率谱分析，获得实测风谱模型：

对采集到的风速数据样本进行分析处理，选择一段风速偏大且平稳的子样本，基于matlab大型数据处理软件，采用功率谱密度估计方法，编写功率谱密度计算程序进行计算，获得实测风速数据的功率谱密度，以x轴为频率，y轴为功率谱密度，绘制曲线，即为实测风速数据的风谱模型；

第三步：在频域内找出所有实测风谱模型的各个峰值点：

实测风谱模型都是波动很大的曲线，每条曲线都存在一系列的峰值点，这些峰值点包括最大峰值点和最小峰值点，对应于不同的频率值；

第四步：对风谱模型的最大峰值点和最小峰值点，采用非线性最小二乘法分别进行拟合，以获得区间风谱模型的上下限；

对每一小段风谱模型，仍采用规范规定的顺风向功率谱表达式进行拟合，即：

nSu/(u*)2=afz/(1+bfz1/m)cm]]>式1

fz=nz/U‾(z)]]>式2

式中，S_u为功率谱密度，u^*为气流摩阻速度，f_z为莫宁坐标，为平均风速，z为风速仪离地面高度，n为风的脉动频率，c取5/3，a、b和m为拟和参数；

拟合过程中采用常用的非线性最小二乘法，每一段拟合所得参数a、b和m各不相同，最后获得基于实测风特性的区间风谱模型。