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

发布时间：2021-10-27 05:01

　　非高斯风压极值的准确估计对于建筑结构抗风设计非常重要。由于使用方便,转换过程法被广泛用于非高斯风压极值估计。转换过程法中典型的转换函数模型有Hermite多项式模型（HPM）、Johnson转换模型（JTM）及平移广义对数正态分布（SGLD）模型。通常,这三个转换函数模型的参数估计仅需数据的前四阶矩,因而这些模型被称为基于矩的转换函数模型。实际工程设计中用于计算风压极值的数据通常是有限长度的,而基于有限长度数据计算的前四阶矩具有抽样误差,致使基于矩的转换函数模型估计的风压极值亦具有抽样误差。现阶段对于以上三种模型估计非高斯风压极值所引起的极值抽样误差的区别尚不清楚。为了对三种模型估计极值时的抽样误差进行对比研究,该研究介绍了HPM、JTM和SGLD三个模型;给出了三个模型估计非高斯极值的抽样误差的理论方法;随后基于理论方法的计算结果对比了三个模型估计的极值的抽样误差;基于超长风压风洞试验数据对三种模型极值估计时的抽样误差进行了系统的评估和验证。结果表明:HPM对非高斯风压极值抽样误差的估计效果通常比SGLD模型和JTM估计的效果更好。该研究结果可为合理选择非高斯风压极值估计模型提供一定... 

【文章来源】：振动与冲击. 2020,39(18)北大核心EICSCD

【文章页数】：8 页

【部分图文】：

HPM、JTM和SGLD模型的适用范围

图2～图6给出了基于HPM、JTM和SGLD估计的偏度和峰度的抽样误差(以标准差的形式)、偏度和峰度的相关系数、峰值因子和峰值因子的变异系数。从图2～图6可以得出以下结论:①总体来说,基于不同函数模型估计的偏度和峰度的抽样误差以及偏度和峰度的相关系数随偏度和峰度的变化趋势一致,例如,偏度和峰度的抽样误差都关于α3=0对称且随着峰度值的增加而增加,对偏度值的变化不太敏感,偏度和峰度间的相关系数关于α3=0成反对称;②对于大多数的偏度和峰度,基于JTM给出的偏度和峰度的抽样误差最大,基于HPM给出的相应值最小;③当偏度趋近于0时,基于SGLD估计的偏度和峰度的抽样误差急剧下降;④计算表明偏度为负时,HPM、JTM和SGLD估计的峰值因子间的差距较小;而对于偏度为正的非高斯过程,JTM和SGLD估计的峰值因子间的差距较小,且都小于HPM估计的峰值因子;⑤对于偏度为正的非高斯过程,基于HPM给出的峰值因子的变异性在大多数情况下是最小的。图3 基于转换函数模型估计的峰度的标准差

基于转换函数模型估计的峰度的标准差


本文编号：3460924