桥上风速:一条记录与多种可能

桥面测点记录的是来流风速 U(t),单位 m/s。风怎样变、记录多长、每秒采多少点,是三件不同的事。

来流风速 U(t)桥侧测点 · 一处位置测到风速后,还需风荷载模型才能求力

一条风速时程:沿时间读

青线:当前采样记录 灰线:20 Hz 参考记录 虚线:设定平均风速 15 m/s

同一段风,放大到 5 秒看采样点

固定一个时刻:24 种可能的风速

每根竖线是同一测点、同一时刻的一种可能结果。深色标出上面正在看的记录;这不是沿桥不同位置的风速。

图后说明

U(t) = 平均风速 + 脉动风速。平均值说中心在哪里,标准差说波动多大,频谱说快慢变化各占多少;采样频率只说仪器每秒留下多少点。

本图为合成教学样本:平均风速 15 m/s,目标过程标准差 3 m/s;按 Kaimal 型谱分配 0.002~4 Hz 的 128 个分量,以不同随机相位生成 24 条记录。有限记录的样本均值和标准差会有差别。没有把 24 条记录当作概率的精确分布,也没有由它们外推极值。

谱形依据 TurbSim 用户手册式(23)。本图重新归一化有限频带的方差,不是桥位实测,也不采用该风机模型的场地参数。