基于AR线性滤波法的脉动风速时程合成MATLAB系统

资 源 简 介

本项目运用自回归（AR）线性滤波法，依据指定功率谱密度生成符合工程特性的脉动风速时程。系统可模拟不同风场湍流，为结构风振分析提供高精度风速数据，支持参数自定义。

详 情 说 明

基于AR线性滤波法的风致结构脉动风速时程合成系统

项目介绍

本项目采用自回归（AR）线性滤波方法，根据指定的功率谱密度函数生成符合风工程特性的脉动风速时程数据。系统能够模拟不同风场条件下的湍流特性，生成适用于结构风振分析和风载荷计算的高精度风速数据。支持自定义谱参数、时间步长和模拟时长，可实现批量生成和可视化验证功能。

功能特性

• 多种风谱模型支持：集成Von Karman、Kaimal等经典风谱模型
• AR线性滤波算法：采用高效稳定的时程合成算法保证数据真实性
• 参数灵活配置：支持自定义风参数、谱参数和模拟参数
• 全面的验证分析：提供谱验证、统计特性分析和多维度可视化
• 批量处理能力：支持多工况批量生成，提高分析效率

使用方法

参数设置

1. 设置基本风参数：参考风速、湍流强度、平均风速高度
2. 配置谱参数：积分尺度、衰减系数等谱模型相关参数
3. 定义模拟参数：时间步长、总模拟时长、采样点数
4. 输入风场特性参数：地面粗糙度长度、参考高度等

运行流程

1. 调用主程序启动风速时程合成
2. 系统自动进行AR模型参数识别和时程生成
3. 生成结果数据并进行统计验证
4. 输出可视化图表和分析报告

输出结果

• 脉动风速时程数据（时间序列矩阵）
• 功率谱密度验证对比图
• 统计特性报告（均值、方差、峰值因子等）
• 时程曲线图、自相关函数图、概率分布图

系统要求

• 操作系统：Windows/Linux/macOS
• 软件环境：MATLAB R2018a或更高版本
• 内存要求：最低4GB RAM（建议8GB以上）
• 存储空间：至少500MB可用空间

文件说明

主程序文件整合了系统的核心功能模块，实现了从参数输入到时程生成的全流程控制。具体包含风速谱模型计算、AR模型参数识别、脉动风速序列合成、统计特性分析以及结果可视化等主要功能。该文件通过调用各功能子模块，完成风场参数处理、数值算法执行和输出数据生成等关键任务，确保系统能够准确模拟目标风谱特性并验证生成数据的可靠性。