本發(fā)明涉及工程振動，具體而言，尤其涉及一種基于線性回歸分析風(fēng)洞結(jié)構(gòu)脈動風(fēng)壓荷載的方法。

背景技術(shù)：

1、大型風(fēng)洞試驗設(shè)施是用于模擬空氣流動并測試飛行器、汽車、建筑物等物體在空氣中的性能和行為的設(shè)備。這些設(shè)施通常由一個巨大的封閉空間組成，內(nèi)部安裝有強大的風(fēng)機系統(tǒng)，可以產(chǎn)生高速氣流。通過控制風(fēng)速和氣流方向，研究人員可以模擬各種風(fēng)場條件，從而評估物體的空氣動力學(xué)性能、氣流阻力、升力等參數(shù)。大型風(fēng)洞試驗設(shè)施在航空航天、汽車工業(yè)、建筑設(shè)計等領(lǐng)域發(fā)揮著重要作用。通過在風(fēng)洞中進行試驗，工程師和設(shè)計師可以優(yōu)化產(chǎn)品設(shè)計，提高性能，減少風(fēng)險，并節(jié)約成本。

2、隨著風(fēng)洞消聲室尺寸的增大，會給建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計帶來了一些難題。振動和共振是風(fēng)洞消聲室設(shè)計中的重要挑戰(zhàn)之一。由于風(fēng)洞消聲室中的高速氣流、壓力差，以及風(fēng)壓脈動會對建筑結(jié)構(gòu)施加巨大的力量，從而引起結(jié)構(gòu)的振動和共振現(xiàn)象。

3、振動和共振可能會對建筑結(jié)構(gòu)的強度和穩(wěn)定性產(chǎn)生不利影響，甚至導(dǎo)致結(jié)構(gòu)破壞或變形。此外，振動還可能導(dǎo)致結(jié)構(gòu)的疲勞壽命減小，增加維護和修復(fù)的成本。因此，在結(jié)構(gòu)設(shè)計時需要通過進行結(jié)構(gòu)動力分析和模擬，了解結(jié)構(gòu)的振動特性和共振頻率，從而在設(shè)計階段預(yù)測和避免共振的發(fā)生。

4、大型風(fēng)洞消聲室的結(jié)構(gòu)動力學(xué)設(shè)計重點需要考慮的問題包括：（1）風(fēng)洞氣流加載特性，如脈動風(fēng)壓和峰值頻率；（2）結(jié)構(gòu)動態(tài)特性，如固有頻率和振型狀態(tài)；（3）振動響應(yīng)分析，如位移、速度、加速度和應(yīng)力等振動響應(yīng)參數(shù)，以評估結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性和安全性；（4）疲勞壽命評估，評估消聲室結(jié)構(gòu)的疲勞壽命，以確保結(jié)構(gòu)在長期使用中的安全性和可靠性。

5、以往大型風(fēng)洞實驗室設(shè)施結(jié)構(gòu)設(shè)計均為靜力設(shè)計，或者擬靜力設(shè)計。由于脈動風(fēng)壓的動力作用效應(yīng)顯著，加上大型風(fēng)洞跨度大、結(jié)構(gòu)剛度小，容易出現(xiàn)振動吻合效應(yīng)，而產(chǎn)生共振。因此，靜力設(shè)計不能滿足結(jié)構(gòu)安全性問題。

6、現(xiàn)有技術(shù)中，大型風(fēng)洞實驗室設(shè)施結(jié)構(gòu)設(shè)計容易產(chǎn)生共振現(xiàn)象導(dǎo)致結(jié)構(gòu)存在安全風(fēng)險的技術(shù)問題，目前尚未提出有效的解決方案。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、本技術(shù)的主要目的在于提供一種基于線性回歸分析風(fēng)洞結(jié)構(gòu)脈動風(fēng)壓荷載的方法，以至少解決相關(guān)技術(shù)中大型風(fēng)洞實驗室設(shè)施結(jié)構(gòu)設(shè)計容易產(chǎn)生共振現(xiàn)象導(dǎo)致結(jié)構(gòu)存在安全風(fēng)險的問題。

2、為了實現(xiàn)上述目的，根據(jù)本技術(shù)的一個方面，提供了一種基于線性回歸分析風(fēng)洞結(jié)構(gòu)脈動風(fēng)壓荷載的方法。該方法包括：獲取脈動風(fēng)壓數(shù)據(jù)，脈動風(fēng)壓數(shù)據(jù)包括風(fēng)速、峰值頻率以及脈動風(fēng)壓，峰值頻率包括上游峰頻以及下游峰頻，脈動風(fēng)壓包括上游脈動以及下游脈動；依據(jù)變異系數(shù)以及f統(tǒng)計量剔除有誤差影響的脈動風(fēng)壓數(shù)據(jù)，得到優(yōu)選脈動風(fēng)壓數(shù)據(jù)；依據(jù)優(yōu)選脈動風(fēng)壓數(shù)據(jù)獲取脈動風(fēng)壓參數(shù)，其中，脈動風(fēng)壓參數(shù)包括擬合函數(shù)、單側(cè)容限系數(shù)以及方差，擬合函數(shù)包括頻率擬合函數(shù)以及風(fēng)壓擬合函數(shù)，單側(cè)容限系數(shù)包括頻率單側(cè)容限系數(shù)以及風(fēng)壓單側(cè)容限系數(shù)，方差包括頻率方差以及風(fēng)壓方差；依據(jù)脈動風(fēng)壓參數(shù)獲取荷載分析公式，荷載分析公式包括脈動頻率函數(shù)以及脈動風(fēng)壓函數(shù)；依據(jù)荷載分析公式獲取振動荷載，振動荷載包括頻率荷載以及風(fēng)壓荷載。

3、可選地，依據(jù)均值公式以及方差公式對脈動風(fēng)壓數(shù)據(jù)進行預(yù)處理，得到方差以及均值，其中，方差包括峰值頻率對應(yīng)的方差以及脈動風(fēng)壓對應(yīng)的方差，均值包括峰值頻率對應(yīng)的均值以及脈動風(fēng)壓對應(yīng)的均值；將大于15%的變異系數(shù)所對應(yīng)的脈動風(fēng)壓數(shù)據(jù)剔除；當(dāng)f統(tǒng)計量小于f分布臨界值時，將f統(tǒng)計量對應(yīng)的脈動風(fēng)壓數(shù)據(jù)剔除，其中，f分布臨界值為。

4、可選地，將均值以及方差代入變異系數(shù)公式，得到變異系數(shù)，其中，變異系數(shù)公式為，其中，為變異系數(shù)，為方差，為均值。

5、可選地，計算f統(tǒng)計量，計算公式為，其中，為脈動風(fēng)壓數(shù)據(jù)中數(shù)據(jù)組的數(shù)量，數(shù)據(jù)組包括一個風(fēng)速、一個峰值頻率以及一個脈動風(fēng)壓，為擬合函數(shù)，為擬合函數(shù)的函數(shù)數(shù)據(jù)，為擬合函數(shù)的均值。

6、可選地，依據(jù)脈動風(fēng)壓數(shù)據(jù)建立線性關(guān)系得到擬合函數(shù)，其中，線性關(guān)系包括風(fēng)速與峰值頻率之間的線性關(guān)系以及風(fēng)速與脈動風(fēng)壓之間的線性關(guān)系。

7、可選地，當(dāng)變異系數(shù)已知時，計算單側(cè)容限系數(shù)，計算公式為，其中，為單側(cè)容限系數(shù)，為對應(yīng)分位數(shù)的標(biāo)準(zhǔn)正態(tài)分布函數(shù)的自變量值，為脈動風(fēng)壓數(shù)據(jù)中數(shù)據(jù)組的數(shù)量，為超越概率；當(dāng)變異系數(shù)未知時，計算單側(cè)容限系數(shù)，計算公式為，其中，為單側(cè)容限系數(shù)，為自由度的分布函數(shù)對應(yīng)分位值的自變量值，為超越概率。

8、可選地，依據(jù)脈動頻率函數(shù)計算脈動峰值頻率，，其中，為脈動峰值頻率，為峰值頻率對應(yīng)的擬合函數(shù)，為風(fēng)速，為峰值頻率對應(yīng)的單側(cè)容限系數(shù)，峰值頻率對應(yīng)的方差；依據(jù)脈動風(fēng)壓函數(shù)計算脈動風(fēng)壓峰值，，其中，為脈動風(fēng)壓峰值，為脈動風(fēng)壓對應(yīng)的擬合函數(shù)，為風(fēng)速，為脈動風(fēng)壓對應(yīng)的單側(cè)容限系數(shù)，脈動風(fēng)壓對應(yīng)的方差。

9、根據(jù)本技術(shù)的另一方面，提供了一種基于線性回歸分析風(fēng)洞結(jié)構(gòu)脈動風(fēng)壓荷載的裝置。該裝置包括：第一獲取單元，用于獲取脈動風(fēng)壓數(shù)據(jù)，脈動風(fēng)壓數(shù)據(jù)包括風(fēng)速、峰值頻率以及脈動風(fēng)壓，峰值頻率包括上游峰頻以及下游峰頻，脈動風(fēng)壓包括上游脈動以及下游脈動；剔除單元，用于依據(jù)變異系數(shù)以及f統(tǒng)計量剔除有誤差影響的脈動風(fēng)壓數(shù)據(jù)，得到優(yōu)選脈動風(fēng)壓數(shù)據(jù)；第二獲取單元，用于依據(jù)優(yōu)選脈動風(fēng)壓數(shù)據(jù)獲取脈動風(fēng)壓參數(shù)，其中，脈動風(fēng)壓參數(shù)包括擬合函數(shù)、單側(cè)容限系數(shù)以及方差，擬合函數(shù)包括頻率擬合函數(shù)以及風(fēng)壓擬合函數(shù)，單側(cè)容限系數(shù)包括頻率單側(cè)容限系數(shù)以及風(fēng)壓單側(cè)容限系數(shù)，方差包括頻率方差以及風(fēng)壓方差；第三獲取單元，用于依據(jù)脈動風(fēng)壓參數(shù)獲取荷載分析公式，荷載分析公式包括脈動頻率函數(shù)以及脈動風(fēng)壓函數(shù)；第四獲取單元，用于依據(jù)荷載分析公式獲取振動荷載，振動荷載包括頻率荷載以及風(fēng)壓荷載。

10、為了實現(xiàn)上述目的，根據(jù)本技術(shù)的另一方面，提供了一種計算機可讀存儲介質(zhì)，該計算機可讀存儲介質(zhì)包括存儲的程序，其中，該程序執(zhí)行上述任意一項的一種基于線性回歸分析風(fēng)洞結(jié)構(gòu)脈動風(fēng)壓荷載的方法。

11、根據(jù)本技術(shù)的另一方面，提供了一種電子設(shè)備，包括：一個或多個處理器，存儲器，以及一個或多個程序，其中，一個或多個程序被存儲在存儲器中，并且被配置為由一個或多個處理器執(zhí)行，一個或多個程序包括用于執(zhí)行任意一項的一種基于線性回歸分析風(fēng)洞結(jié)構(gòu)脈動風(fēng)壓荷載的方法。

12、通過本技術(shù)，采用以下步驟：獲取脈動風(fēng)壓數(shù)據(jù)，脈動風(fēng)壓數(shù)據(jù)包括風(fēng)速、峰值頻率以及脈動風(fēng)壓，峰值頻率包括上游峰頻以及下游峰頻，脈動風(fēng)壓包括上游脈動以及下游脈動；依據(jù)變異系數(shù)以及f統(tǒng)計量剔除有誤差影響的脈動風(fēng)壓數(shù)據(jù)，得到優(yōu)選脈動風(fēng)壓數(shù)據(jù)；依據(jù)優(yōu)選脈動風(fēng)壓數(shù)據(jù)獲取脈動風(fēng)壓參數(shù)，其中，脈動風(fēng)壓參數(shù)包括擬合函數(shù)、單側(cè)容限系數(shù)以及方差，擬合函數(shù)包括頻率擬合函數(shù)以及風(fēng)壓擬合函數(shù)，單側(cè)容限系數(shù)包括頻率單側(cè)容限系數(shù)以及風(fēng)壓單側(cè)容限系數(shù)，方差包括頻率方差以及風(fēng)壓方差；依據(jù)脈動風(fēng)壓參數(shù)獲取荷載分析公式，荷載分析公式包括脈動頻率函數(shù)以及脈動風(fēng)壓函數(shù)；依據(jù)荷載分析公式獲取振動荷載，振動荷載包括頻率荷載以及風(fēng)壓荷載，解決了相關(guān)技術(shù)中大型風(fēng)洞實驗室設(shè)施結(jié)構(gòu)設(shè)計容易產(chǎn)生共振現(xiàn)象導(dǎo)致結(jié)構(gòu)存在安全風(fēng)險的問題，進而達到了分析大型風(fēng)洞的風(fēng)壓荷載能力，保證風(fēng)洞試驗安全性的效果。