[发明专利]横风作用下运动车辆脉动风速谱和相干函数的分析方法

权利要求书

1.一种横风作用下运动车辆脉动风速谱和相干函数的分析方法，其特征在于，包括以下几个步骤：

步骤1：根据作用于运动车辆上的脉动风速时程特点，确定横风风场的等效风速与运动车辆的等效车速；

步骤2：根据运动车辆上某两点的脉动风速值关系，建立运动车辆脉动风速互相关函数的统一分析模型、运动车辆脉动风速自相关函数的统一分析模型以及运动车辆脉动风速谱的统一分析模型；

步骤3：根据所述步骤2中运动车辆脉动风速自相关函数的统一分析模型以及运动车辆脉动风速谱的统一分析模型，获得大气边界层内横风作用下运动车辆的脉动风速谱模型；

步骤4：根据所述步骤2中运动车辆脉动风速互相关函数的统一分析模型和运动车辆脉动风速自相关函数的统一分析模型，获得大气边界层内横风作用下运动车辆的脉动风速相干函数。

2.如权利要求1所述的分析方法，其特征在于，所述步骤1中，等效风速与等效车速的计算表达式为：

U_e＝U+V_θ·sinθ

V_e＝V_θ·cosθ

其中，U表示来流平均风速，U_e表示来流等效风速，V_e表示等效车速，θ表示车辆与横风风场垂向的夹角，V_θ表示车速。

3.如权利要求1所述的分析方法，其特征在于，所述步骤2中，运动车辆脉动风速互相关函数的统一分析模型的表达式为：

R_uu′M(Δη，τ)＝∫₀^∞S_u(n)·Coh(V_R·τ+Δη)·cos(2π·n·τ)dn

其中，R_uu′M(Δη，τ)表示运动车辆脉动风速互相关函数，V_R表示相对车速，V_R＝V_e·U/U_e，U表示来流平均风速，U_e表示来流等效风速，V_e表示等效车速，τ表示延时时间，Δη表示某两点之间的间距，S_u(n)表示固定点的脉动风速谱，n表示脉动风的频率，Coh(V_R·τ+Δη)表示考虑两点间距为Δη时固定点的脉动风速相干函数。

4.如权利要求1所述的分析方法，其特征在于，所述步骤2中，运动车辆脉动风速自相关函数的统一分析模型的表达式为：

R_uM(τ)＝∫₀^∞S_u(n)·Coh(V_R·τ)·cos(2π·n·τ)dn

其中，R_uM(τ)表示运动车辆脉动风速自相关函数，Coh(V_R·τ)表示不考虑间距Δη时固定点的脉动风速相干函数，V_R表示相对车速，V_R＝V_e·U/U_e，U表示来流平均风速，U_e表示来流等效风速，V_e表示等效车速，τ表示延时时间，S_u(n)表示固定点的脉动风速谱，n表示脉动风的频率。

5.如权利要求1所述的分析方法，其特征在于，所述步骤2中，运动车辆脉动风速谱的统一分析模型的表达式为：

S_uM(n)＝4∫₀^∞R_uM(τ)·cos(2π·n·τ)dτ

其中，S_uM(n)表示运动车辆的脉动风速谱，R_uM(τ)表示运动车辆脉动风速自相关函数，n表示脉动风的频率，τ表示延时时间。