风速风向联合概率密度分布的一种经验函数研究.pdfVIP

第十四届全国结构风工程学术会议论文集 风速风向联合概率密度分布的一种经验函数 陈隽1’2 张晓琴2 1、引 言 充分。关于JPDF的研究大体上有三种思路1)：基于多变量极值、方向极值、多维随机过程等理论建 Gaussian Model)，该模型的主要假定包 McWilliams2’1979年提出“各向高斯分布模型”(Isotropic m咿专唧吲唧[_等] ㈩ 式中，％秒是风速及角度，以，，乃是主导风向Y7上风速的均值和方差。随后，w曲er3’对上述模型 进行了修正，取消了主风向与其垂直风向风速方差相同的限制条件。对于极值风速样本，Simiul)建 议可在不同风向内采用给定极值概犁拟合风速分布，而在不同风向问考虑完全相关和完全不相关两 种极端情况，则实际分布特性介于两者之间。葛耀君、杨咏昕等4，5’假定不同风向上的极值风速服从 同一类型的极值分布概型(但参数独立)，不同风向则通过风速频度函数反映，此时风速风向的联合 Po(Uuo，秒)=f(O)Po(Uuo[O) (2) 51 第十四届全国结构风工程学术会议论文集 其中，f(O)、昂(u‰I矽)分别是风向目上风速出现的概率(频度)及分布函数。类似的，陈隽 等5-回又建议采用谐波函数拟合／(秒)，以实现利用(2)式计算任意给定风向上风速概率的目的。对 于总体样本，顾明等8’研究了上海地区风速风向的联合概率分布，将实测数据划分到不同的方向区 间，在不同区间选用不同的函数进行拟合。风速风向成对出现，风速为线性量而风速在圆周上分布， 示为 ‰(1，，p)=2船(f)刀(1，)厶(秒)；o≤矽≤玩一∞≤1，≤∞ (3) 数，如何确定g(f)，刀(1，)fo(秒)仍是研究的重点。 2、风速、风向联合概率分布模型 2．1风速风向联合概率分布模型(JPDF模型) 考虑到风向分布通常具有多峰特性，以常见双峰分布为例，本文建议的JPDF经验模型的基本 假定为： (1)风速在整个风向圆周上呈双峰分布，并可划分为包含不同峰向的两个区间Ql与Q； (2)任一峰向区间内的风速风向联合概率密度函数相同，并具有如下形式： (4) 兀(u，秒)=／(u，口，b，c)十／(见d，岛门+／(u，g，b，c)宰f(O,1，e，力 上式中，函数厂(·)具有如下的相同形式，即： 邶一如一木唧[-唧卜爿-(㈢+，) ㈣ ㈤ 旭肭ch宰唧(一唧(-半)-(半)+1) (7) 52 第十四届全国结构风工程学术会议论文集 (8) 胛凡卅exp(一(一等]一(等]+1]OO2z 其中，U，0为变量，7个未知参数分别为a，b，C，d，e，f，g。 对于主风向为单峰的情况，则可直接应用(4)式。分布函数： F(U，秒)=r石ff厂(u，o)uauao (9) 2．2蜂向区间划分 对于双主峰风向的情况应用(4)式时，需要将风向区