【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于风载荷的测试，具体的为一种基于测力法的复杂线状细长结构抖振力相干函数识别方法、系统和存储介质。
技术介绍
1、跨向相干函数是目前大跨桥梁抖振分析方法中非常重要的气动参数。传统的大跨桥梁抖振分析方法一般都基于线性准定常理论和气动片条理论，但由于波长小、频率高的紊流成分不具有空间和时间上的均匀性，并且沿桥横截面的宽度和高度方向表现为空间不完全相关性。所以，传统的大跨桥梁抖振分析方法在采用准定常抖振力的基础上考虑紊流在时空上的非定常性和不完全相关性。对于例如桁架桥等复杂断面，难以在风洞中布置测压孔识别片条间的相干函数。
技术实现思路
1、有鉴于此，本专利技术的目的在于提供一种基于测力法的复杂线状细长结构抖振力相干函数识别方法、系统和存储介质，利用测力天平识别复杂断面的跨向相干函数，从而解决复杂断面升力相干函数识别问题。
2、为达到上述目的，本专利技术提供如下技术方案：
3、一种基于测力法的复杂线状细长结构抖振力相干函数识别方法，包括如下步骤：
4、步骤一：构建片条斗振升力功率谱数理模型和片条抖振升力相干函数数理模型；
5、步骤二：根据格栅紊流场中各向同性紊流谱模型，得到紊流功率谱和紊流跨向相干函数；
6、步骤三：通过测力天平，利用节段模型测力法得到线状细长结构特定节段长度下的节段抖振升力相干函数和节段抖振升力谱
7、步骤四：建立作用在节段和片条上的升力相干函数间的转换关系，拟合整体升力相干函数实验数据，
8、步骤五：利用识别得到的拟合参数，结合节段抖振升力谱，计算节段上的联合接收函数，得到片条升力谱。
9、进一步，所述步骤一中，构建得到的片条斗振升力功率谱数理模型为：
10、
11、式中：ρ表示空气密度；u表示平均风速；b表示线状细长结构的半宽，且b＝b/2，b为线状细长结构宽度；cl表示升力系数；cd表示阻力系数；c'l表示升力系数导数；|χl(k1)|2为升力气动导纳；su(k1)和sw(k1)分别为顺风向和竖风向紊流功率谱。
12、进一步，所述步骤二中，包括如下步骤：
13、11)利用风场数据用紊流功率谱拟合出顺风向和竖风向紊流积分尺度和求解紊流功率谱：
14、
15、
16、式中：和分别表示顺风向和竖风向紊流积分尺度；σu和σw分别表示顺风向和竖风向脉动分量的均方根值；
17、12)利用紊流jakobsen相干函数模型拟合竖风向紊流跨向相干函数，得到jakobsen相干函数中的待拟合参数，以求解紊流跨向相干函数；
18、紊流跨向相干函数表示为：
19、cohjw(k1,δy)＝exp(-2πajδy)
20、
21、式中：cohjw(k1,δy)为紊流跨向相干函数；k1表示波数，且k1＝ni/u，ni是频率，i＝1,2分别表示顺风向和展向；c1、c2和c3均为待拟合参数；δy为线状细长结构两个展向片条之间的间距。
22、进一步，所述步骤一中，以双指数型升力相干函数模型作为片条抖振升力相干函数数理模型，构建得到的片条抖振升力相干函数数理模型为：
23、
24、
25、式中：cohl(k1,δy)为整体斗振升力相干函数；a1、a2和a3均为待拟合参数。
26、进一步，所述步骤五中，节段斗振升力相干函数和整体斗振升力相干函数之间的转换关系为：
27、
28、结合片条抖振升力相干函数数理模型，得到：
29、得到：
30、
31、α1＝1-2πaj,γ1＝1-2πλlexp
32、式中：为长宽比为δ下的节段升力相干函数；δ＝l/b为节段的长宽比；l为节段长度，b为桥梁宽度；y1，y2为节段上沿跨向的两点。
33、进一步，所述步骤五中，片条斗振升力功率谱数为：
34、
35、
36、式中：|joint|2为联合接收函数；为节段斗振升力谱。
37、本专利技术还提出了一种基于测力法的复杂线状细长结构抖振力相干函数识别系统，包括存储器、处理器及存储在储存器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述程序时实现如上所述的方法。
38、本专利技术还提出了一种存储介质，所述计算机可读存储介质上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现如上所述方法的步骤。
39、本专利技术的有益效果在于：
40、本专利技术基于测力法的复杂线状细长结构抖振力相干函数识别方法，通过大量的风洞实验，研究了节段升力跨向相干函数和片条升力相干函数之间的转换关系。基于双指数型升力相干函数以及紊流jakobsen相干函数，得到了转化关系的解析形式。对于不便于布置测压孔的复杂断面，使用本专利技术可直接通过测力天平识别升力跨向相干函数，解决了复杂断面较难识别相干函数的困难。通过测力天平识别的节段升力自谱，可计算得到片条升力自谱，为后续线长结构响应计算提供了坚实依据。
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1.一种基于测力法的复杂线状细长结构抖振力相干函数识别方法，其特征在于：包括如下步骤：
2.根据权利要求1所述基于测力法的复杂线状细长结构抖振力相干函数识别方法，其特征在于：所述步骤一中，构建得到的片条斗振升力功率谱数理模型为：
3.根据权利要求2所述基于测力法的复杂线状细长结构抖振力相干函数识别方法，其特征在于：所述步骤二中，包括如下步骤：
4.根据权利要求3所述基于测力法的复杂线状细长结构抖振力相干函数识别方法，其特征在于：所述步骤一中，以双指数型升力相干函数模型作为片条抖振升力相干函数数理模型，构建得到的片条抖振升力相干函数数理模型为：
5.根据权利要求4所述基于测力法的复杂线状细长结构抖振力相干函数识别方法，其特征在于：所述步骤五中，节段斗振升力相干函数和整体斗振升力相干函数之间的转换关系为：
6.根据权利要求5所述基于测力法的复杂线状细长结构抖振力相干函数识别方法，其特征在于：所述步骤五中，片条斗振升力功率谱数为：
7.一种基于测力法的复杂线状细长结构抖振力相干函数识别系统，其特征在于：包括存储器、
8.一种存储介质，其特征在于：所述计算机可读存储介质上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现如权利要求1-6任一项所述方法的步骤。
...【技术特征摘要】
1.一种基于测力法的复杂线状细长结构抖振力相干函数识别方法，其特征在于：包括如下步骤：
2.根据权利要求1所述基于测力法的复杂线状细长结构抖振力相干函数识别方法，其特征在于：所述步骤一中，构建得到的片条斗振升力功率谱数理模型为：
3.根据权利要求2所述基于测力法的复杂线状细长结构抖振力相干函数识别方法，其特征在于：所述步骤二中，包括如下步骤：
4.根据权利要求3所述基于测力法的复杂线状细长结构抖振力相干函数识别方法，其特征在于：所述步骤一中，以双指数型升力相干函数模型作为片条抖振升力相干函数数理模型，构建得到的片条抖振升力相干函数数理模型为：
5.根据权利要求4所述基于测力法的复...
【专利技术属性】
技术研发人员：李少鹏，蒋宏声，杨庆山，李智扬，回忆，姜言，
申请(专利权)人：重庆大学，
类型：发明
国别省市：
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