[发明专利]桥梁非平稳非高斯随机风场模拟方法、装置、设备及介质

说明书

本发明公开了一种桥梁非平稳非高斯随机风场模拟方法、装置、设备及介质，获取待模拟桥梁的桥址区桥位信息，根据桥址区桥位信息确定待模拟桥梁的桥梁参数；基于预设谱表示法与待模拟桥梁的桥梁参数，生成待模拟桥梁的高斯风场；基于预设高斯功率谱密度函数与预设边缘累积分布函数确定目标非高斯功率谱密度函数；基于目标非高斯功率谱密度函数与高斯风场，生成待模拟桥梁的非高斯脉动风场；对非高斯脉动风场进行时变演变谱的调制，生成待模拟桥梁的非平稳非高斯脉动风场；获取时变平均风速，根据时变平均风速与非平稳非高斯脉动风场，生成待模拟桥梁的目标非平稳非高斯风场，本申请可以提高模拟的目标非平稳非高斯风场的准确度。

技术领域

本发明涉及桥梁技术领域，尤其涉及一种桥梁非平稳非高斯随机风场模拟方法、装置、设备及介质。

背景技术

作为典型的随机过程，桥址区极端风荷载有时呈现出明显的非平稳与非高斯特性，风荷载非平稳特性主要表现为时变平均风速、时变方差、时变瞬时频率以及复杂风速剖面，大量现场实测发现非平稳风荷载下桥梁抖振响应明显大于良态风下抖振响应；同时，非高斯风荷载与高斯风荷载相比，分布向一侧倾斜且更加尖削，通常具有较长的尾部，在同保证率下的荷载极值也更大，若根据高斯假定计算极值，结果可能偏于危险。传统的平稳高斯分析方法一般将风速假设为平均风与脉动风不随时间变化且高斯过程来估计极值，忽略风速非平稳特性与非高斯特性下桥梁抖振响应的分析可能会对结构抗风安全性带来隐患。

发明内容

本申请的主要目的在于提供一种桥梁非平稳非高斯随机风场模拟方法、装置、设备及介质，旨在解决采用传统分析方法模拟的桥梁风速准确度较低的技术问题。

为实现上述目的，本申请实施例提供一种桥梁非平稳非高斯随机风场模拟方法，所述桥梁非平稳非高斯随机风场模拟方法包括：

获取待模拟桥梁的桥址区桥位信息，根据所述桥址区桥位信息确定所述待模拟桥梁的桥梁参数；

基于预设谱表示法与所述待模拟桥梁的桥梁参数，生成所述待模拟桥梁的高斯风场；

基于预设高斯功率谱密度函数与预设边缘累积分布函数确定目标非高斯功率谱密度函数；

基于所述目标非高斯功率谱密度函数与所述高斯风场，生成所述待模拟桥梁的非高斯脉动风场；

对所述非高斯脉动风场进行时变演变谱的调制，生成所述待模拟桥梁的非平稳非高斯脉动风场；

获取时变平均风速，根据所述时变平均风速与所述非平稳非高斯脉动风场，生成所述待模拟桥梁的目标非平稳非高斯风场。

优选地，所述基于预设高斯功率谱密度函数与预设边缘累积分布函数确定目标非高斯功率谱密度函数的步骤包括：

基于预设高斯功率谱密度函数与预设边缘累积分布函数计算初始非高斯功率谱密度函数；

对所述初始非高斯功率谱密度函数进行迭代运算，得到目标非高斯功率谱密度函数。

优选地，所述对所述初始非高斯功率谱密度函数进行迭代运算，得到目标非高斯功率谱密度函数的步骤包括：

对所述初始非高斯功率谱密度函数进行迭代运算，得到迭代非高斯功率谱密度函数；

计算所述迭代非高斯功率谱密度函数与基准非高斯功率谱密度函数之间的迭代差；

若所述迭代非高斯功率谱密度函数与基准非高斯功率谱密度函数的迭代差为预设值，则将所述迭代非高斯功率谱密度函数确定为目标非高斯功率谱密度函数。

优选地，所述对所述初始非高斯功率谱密度函数进行迭代运算，得到迭代非高斯功率谱密度函数的步骤包括：

获取迭代公式并获取基准非高斯功率谱密度函数；