[发明专利]一种输电铁塔三维风荷载模拟方法

摘要

本发明涉及一种输电铁塔三维风荷载模拟方法，结合具有空间相关性三维随机风场的数学模型，利用双POD模型和蒙特卡罗模拟法，提出了具有空间相关三维风场的数值模拟方法；利用POD方法，得到三维相关风场的功率谱密度矩阵，将矩阵进行分解，得到功率谱密度矩阵的频谱特征值和特征向量，最终获得频谱主分量的功率谱密度矩阵；突破了规范的限制，充分考虑输电塔三维风场的特点，不仅进行了输电塔顺风向的风场描述，还同时进行了输电塔横风向与竖直向的风场描述，获得了三维空间相关的风场频谱特性，保证了输电铁塔抗风设计的安全性和经济性。

主权项

一种输电铁塔三维风荷载模拟方法，用于输电线路杆塔设计的三维风荷载计算，其特征在于，所述方法包括如下步骤：步骤1：将常规的以顺风向脉动风速矢量为主的风场扩展为顺风向、横风向、竖直向空间相关的三维脉动风场表达形式，并利用Fourier变换得到功率谱密度函数的表达形式；步骤2：利用空间相关性，将空间任意两点M、M′的脉动风速矢量表达为互功率谱密度矩阵，同时得出空间任意点M的脉动风速矢量自功率谱密度矩阵；步骤3：将功率谱密度矩阵分解为频谱特征值和频谱特征向量，利用POD原理，将脉动矢量风速表达为频谱特征向量和频谱主分量的形式，通过空间分解，最终形成空间两点M、M′点频谱主分量的功率谱密度矩阵；步骤4：将功率谱密度矩阵所对应的随机过程再进行一次POD分解，并利用Monte Carlo的原理，最终获得空间每一点的脉动风速矢量。