简述了应用线性滤波法中的自回归模型（AR）模拟出给定风速功率谱的风速时程序列,并验证其与目标谱（Davenport谱）的一致性,再通过规范公式推导脉动风载与风速之间的关系,从而得到作用在各节点的脉动风荷载时程样本。以某42m高的通信塔架为原型进行了模拟计算分析,用有限元分析软件ANSYS建立其有限元模型,并用Matlab获取了塔架迎风面各节点上的风荷载时程信号作为动力输入。利用ANSYS对结构进行了模态分析,结果显示结构的前几阶振动均是平面振动,第3阶振动开始出现扭转模态和局部振动模态;同时,基于ANSYS时程分析方法计算了结构在脉动风载作用下的风振响应。结果表明,在仅考虑脉动风作用的情况下,本塔架结构顶部的水平位移低于规范规定的位移限值,但塔架截面变化拐点处的弦杆在风载作用过程中会产生较大应力,在塔架设计中予以注意。

针对沿海地区受台风影响避雷塔发生倒覆的问题,利用有限元方法对某42m避雷塔和42m拉线避雷塔进行静动特性与稳定性分析.对避雷塔结构进行了模态分析,计算避雷塔受风载荷,通过风载荷APDL程序,对避雷塔所有构件施加风载荷,计算结果表明,拉线避雷塔结构的最大应力较避雷塔结构下降了63.1%,且满足强度要求.采用AR模型模拟脉动风,脉动风响应计算结果显示,拉线避雷塔结构最大位移响应值为避雷塔结构的3.9%～5.6%,增设钢丝绳可以有效减小避雷塔受脉动风振动的幅值.采用非线性屈曲方法对两种结构进行屈曲分析,结果显示拉线避雷塔和避雷塔结构的临界屈曲风速分别为76.3m/s,42.5m/s,前者较后者高79.5%,满足抗风稳定性要求.

以海上风力机塔架为研究对象,对比分析了不同Davenport脉动风速作用下塔架的位移与应力。结果表明:塔架的最大位移均发生在顶端,最大应力出现在底部;海上风力机塔架不同工况下位移、应力的分布特征相似,其响应趋势基本相同;塔架的最大应力与位移随风速的增大均呈非线性增长;最大Mises应力与最大位移基本呈线性关系。

为模拟横风环境下高速列车所受气动载荷，选择Karman修正风速谱为目标谱，采用线性滤波法（AR模型）模拟了随列车移动点的脉动风速时程。基于风速风压关系，分析了气动栽荷的计算方法，引入气动导纳函数，计算了高速列车横风作用下的非定常气动载荷，最后通过MATLAB编程实现非定常气动力的模拟。通过对列车运行速度70m／s、平均风速为25m／s工况下的脉动风速及非定常气动力的计算模拟，结果表明，风速时程能量主要集中在0—3Hz频域段，与列车系统固有的一些振动频率相近，存在引起列车系统共振、引发倾覆事件的可能。

为研究随机风作用下高速列车的非定常气动载荷基于COOPER理论和谐波叠加法计算随高速列车移动的点的脉动风分析车速和平均风速对量纲一功率谱密度的影响。采用计算流体动力学方法数值计算气动载荷系数随侧偏角的变化规律研究随机风作用下高速列车非定常气动载荷的计算方法并推导出非定常气动载荷的概率分布特性。通过仿真分析车速为200～400 km/h平均风速为10～35 m/s时的脉动风和非定常气动载荷发现量纲一功率谱密度随车速的增加往高频部分移动平均风速的变化对其影响较小;平均风速对脉动风速的影响大于车速对脉动风速的影响;当考虑侧偏角的变化时计算得到的非定常气动载荷的波动增大;采用准定常法和改进准定常法计算得到的非定常气动载荷具有随机过程的遍历性而采用权重函数法及改进权重函数法计算得到的非定常气动载荷不具