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基于POT法确定风压系数极值的自动阈值选取与参数估计

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振动与冲击 2023年第16期42卷 138-146页

作者：陈元坤毛丹李寿科刘敏陈晓强陈俊孙洪鑫中南建筑设计院有限公司武汉430071 武汉大学土木建筑工程学院武汉430072 湖南科技大学土木工程学院湖南湘潭411201

风压系数极值是确定建筑围护结构设计风荷载的重要变量。实现阈值自动选取和合适的模型参数估计方法是保证超阈值模型极值计算结果精确性的先决条件,也是当前超越阈值模型研究的热点和难点。以CAARC高层建筑刚性模型测压风洞试验数据为... 详细信息

风压系数极值是确定建筑围护结构设计风荷载的重要变量。实现阈值自动选取和合适的模型参数估计方法是保证超阈值模型极值计算结果精确性的先决条件,也是当前超越阈值模型研究的热点和难点。以CAARC高层建筑刚性模型测压风洞试验数据为基础开展超越阈值模型极值计算方法研究,通过对独立峰值数量和相关性研究独立峰值提取方法的性能;采用蒙特卡罗法研究4种不同的广义Pareto分布参数估计方法的性能,给出最佳参数估计方法选择建议;提出基于形状参数或极值估计结果稳定性的变点-局部比较阈值自动选取新方法。研究结果表明,基于变点理论-形状参数/极值稳定性阈值自动选取方法具有较小的样本依赖性,以及有较好的样本非高斯适用性,由此构建的改进超越阈值模型计算风压系数极值与标准极值的偏差小于5%,且完全实现阈值客观、自动选取,研究结论完善了小样本风压系数极值估计方法,对确定建筑围护结构设计风荷载具有重要意义,且可推广到其他极值估计领域。

关键词：超越阈值模型极值阈值选取参数估计独立峰值风压系数风洞试验

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凸域内的平均随机弦长及其极值

浙江大学学报（理学版） 2024年第3期51卷 299-307页

作者：赵江甫福建江夏学院数理教研部福建福州350108

为研究在不同随机意义下平面凸域内的平均随机弦长问题,以圆域、正三角形域、矩形域、正方形域为例,用定义法得到这些凸域内的各平均随机弦长。用弦幂积分及其不等式,讨论了任意凸域内5种平均随机弦长的极值问题,并建立了相应的不等式... 详细信息

为研究在不同随机意义下平面凸域内的平均随机弦长问题,以圆域、正三角形域、矩形域、正方形域为例,用定义法得到这些凸域内的各平均随机弦长。用弦幂积分及其不等式,讨论了任意凸域内5种平均随机弦长的极值问题,并建立了相应的不等式。在此基础上,提出了2个猜想。

关键词：平均随机弦长极值凸域平均距离弦幂积分积分几何

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基于图参数的邻接距离谱极值问题研究

基于图参数的邻接距离谱极值问题研究

作者：李宗霖华中师范大学

学位级别：硕士

图论主要研究图所蕴藏的内部结构,图谱是研究图结构的重要参数.设G是一个连通图.G的邻接距离矩阵是由G的邻接矩阵和距离矩阵相加得到的矩阵.G的邻接距离矩阵的最大特征值称作G的邻接距离谱半径.它可以作为一种特殊的分子描述符,用来反... 详细信息

图论主要研究图所蕴藏的内部结构,图谱是研究图结构的重要参数.设G是一个连通图.G的邻接距离矩阵是由G的邻接矩阵和距离矩阵相加得到的矩阵.G的邻接距离矩阵的最大特征值称作G的邻接距离谱半径.它可以作为一种特殊的分子描述符,用来反映化学和物理性质.本文主要采用统一的方法,借助几类图变换来研究给定参数下图的邻接距离谱的极值问题.主要结果包括:·第一章主要介绍了论文的研究背景,研究意义,以及该方面的研究现状.·第二章给出了一些基本概念和符号以及一些相关的引理.·第三章在给定最大度Δ≥[n/2]的条件下,刻画了具有最小邻接距离谱半径的n个顶点的树.·第四章在给定悬挂点数的条件下,分别刻画了具有最小邻接距离谱半径的n个顶点的图和n个顶点的二部图.·第五章在给定匹配数的条件下,刻画了具有最小邻接距离谱半径的n个顶点的树.·第六章是我们的总结展望.

关键词：邻接距离谱半径最大度悬挂点匹配数极值

建筑围护结构风压系数极值估计的改进POT方法

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建筑结构学报 2022年

作者：李寿科毛丹刘敏郭凡邓声祥湖南科技大学土木工程学院江西省建筑设计研究总院集团有限公司

常用的建筑围护结构风压系数极值估计方法--区组最大极值估计方法(Block Maximum，BM)仅利用区组最大值，而忽略区组中的其他峰值数据，致使需要大量区组样本才能保证结果的可靠性。为克服这一不足，超越阈值极值估计方法(Peak Over Thr... 详细信息

常用的建筑围护结构风压系数极值估计方法--区组最大极值估计方法(Block Maximum，BM)仅利用区组最大值，而忽略区组中的其他峰值数据，致使需要大量区组样本才能保证结果的可靠性。为克服这一不足，超越阈值极值估计方法(Peak Over Threshold，POT)被引入风工程研究，而传统的POT极值估计方法存在阈值选取困难，与区组最大极值方法对应关系不明确等问题。鉴于此，本文引入变点理论实现阈值自动选取，基于重现期概念对应极值分位数，构建改进POT极值估计方法。基于标准高层建筑刚性模型测压风洞试验数据，采用改进POT方法估计其表面风压系数极值，结果表明：基于变点方法能很好的实现最佳阈值的自动选取；由此构建的改进POT方法估计的极值与BM方法标准极值偏差较小，实例证明仅需3个原始时程样本（3个区组：试验时间3×30s=90s）即可实现总体偏差不超过5%；且与常用方法对比表明改进POT方法准确性与稳定性优良，对样本大小的敏感性和非高斯特征的适应性好。

关键词：围护结构风压系数极值超越阈值方法区组最大极值方法风洞试验

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低矮房屋风致结构响应极值不确定性分析

土木工程学报 2018年第5期51卷 68-74页

作者：冀骁文彭新艳黄国庆罗颖西南交通大学四川成都610031

风致结构响应极值估算在结构抗风的可靠度设计中十分重要。在整个极值估算过程中,由于许多不定或随机的因素存在(如:极值自身、估算方法、样本采集、极值概率模型等),得到的极值通常存在不确定性。在各种影响因素中,该文将考虑结构响应... 详细信息

风致结构响应极值估算在结构抗风的可靠度设计中十分重要。在整个极值估算过程中,由于许多不定或随机的因素存在(如:极值自身、估算方法、样本采集、极值概率模型等),得到的极值通常存在不确定性。在各种影响因素中,该文将考虑结构响应极值变量本身的随机特性,对任意分位点处响应极值的不确定性进行分析。首先,利用有限元软件对低矮房屋模型进行框架结构设计并优化,加载风压荷载得到结构响应时程数据。然后,基于Hermite多项式模型(HPM)转换过程方法,估算得到响应的极值Ⅰ型分布(Gumbel);基于该极值估算方法,提出时程样本偏度、峰度、零超越次数与Gumbel分布两个参数之间的经验公式。接着,考虑前四阶矩的不确定性,利用经验公式以及多步概率分析,对任意分位点处响应极值的不确定性进行估计。最后,给出相关结论。

关键词：风致结构响应极值 Hermite多项式模型经验公式不确定性

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基于结构响应极值前四阶矩的桥墩抗震可靠度

振动与冲击 2020年第7期39卷 36-42,50页

作者：张龙文卢朝辉湖南农业大学水利与土木工程学院长沙410128 北京工业大学城市减灾与防灾教育部重点实验室北京100124

为研究桥墩非线性地震响应下的抗震可靠度,引入随机函数-谱表示模型与高阶矩法,提出了基于结构响应极值前四阶矩的桥墩抗震可靠度分析方法。考虑三线型恢复力模型,建立了桥墩的单墩模型;利用随机函数-谱表示模型生成非平稳地震加速度时... 详细信息

为研究桥墩非线性地震响应下的抗震可靠度,引入随机函数-谱表示模型与高阶矩法,提出了基于结构响应极值前四阶矩的桥墩抗震可靠度分析方法。考虑三线型恢复力模型,建立了桥墩的单墩模型;利用随机函数-谱表示模型生成非平稳地震加速度时程样本并对桥墩进行非线性时程分析,在此基础上,建立了结构响应极值前四阶矩(均值,标准差,偏度和峰度)的计算框架;最后,考虑桥墩位移界限,给出了桥墩位移的功能函数,进而利用高阶矩法计算桥墩抗震可靠指标。通过对桥墩结构分析,验证了该方法的高效性与精确性;计算结果表明:与Monte Carlo模拟结果相比,该方法计算的前四阶矩、抗震可靠指标(失效概率)的最大相对误差分别为0.28%,1.92%(4.92%),该方法为桥墩抗震可靠度评估提供了一种有效的途径。

关键词：抗震可靠度极值前四阶矩桥墩随机函数-谱表示

非高斯风压极值估计:基于矩的转换过程法的抽样误差对比研究

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振动与冲击 2020年第18期39卷 20-26,43页

作者：吴凤波黄国庆刘敏彭留留重庆交通大学土木工程学院重庆400074 重庆大学土木工程学院重庆400044

非高斯风压极值的准确估计对于建筑结构抗风设计非常重要。由于使用方便,转换过程法被广泛用于非高斯风压极值估计。转换过程法中典型的转换函数模型有Hermite多项式模型(HPM)、Johnson转换模型(JTM)及平移广义对数正态分布(SGLD)模型... 详细信息

非高斯风压极值的准确估计对于建筑结构抗风设计非常重要。由于使用方便,转换过程法被广泛用于非高斯风压极值估计。转换过程法中典型的转换函数模型有Hermite多项式模型(HPM)、Johnson转换模型(JTM)及平移广义对数正态分布(SGLD)模型。通常,这三个转换函数模型的参数估计仅需数据的前四阶矩,因而这些模型被称为基于矩的转换函数模型。实际工程设计中用于计算风压极值的数据通常是有限长度的,而基于有限长度数据计算的前四阶矩具有抽样误差,致使基于矩的转换函数模型估计的风压极值亦具有抽样误差。现阶段对于以上三种模型估计非高斯风压极值所引起的极值抽样误差的区别尚不清楚。为了对三种模型估计极值时的抽样误差进行对比研究,该研究介绍了HPM、JTM和SGLD三个模型;给出了三个模型估计非高斯极值的抽样误差的理论方法;随后基于理论方法的计算结果对比了三个模型估计的极值的抽样误差;基于超长风压风洞试验数据对三种模型极值估计时的抽样误差进行了系统的评估和验证。结果表明:HPM对非高斯风压极值抽样误差的估计效果通常比SGLD模型和JTM估计的效果更好。该研究结果可为合理选择非高斯风压极值估计模型提供一定的指导。

关键词：非高斯风压极值转换过程法 Hermite多项式模型(HPM) Johnson转换模型(JTM) 平移广义对数正态分布(SGLD) 抽样误差

基于G/H极值约束的马尾松人工林自稀疏规律

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中南林业科技大学学报 2022年第5期42卷 1-10页

作者：杨盛扬曾思齐张会儒谌红辉龙时胜中南林业科技大学林学院湖南长沙410004 中国林业科学研究院华北林业实验中心北京102300 中国林业科学研究院热带林业实验中心广西凭祥532600

【目的】研究马尾松人工林的自稀疏规律,为构建林分最大密度线模型、研制林分生长过程表等经营数表、实现人工林的科学经营管理提供理论依据。【方法】以马尾松人工林为研究对象,对不同造林密度试验数据进行统计分析,建立郁闭状态下林... 详细信息

【目的】研究马尾松人工林的自稀疏规律,为构建林分最大密度线模型、研制林分生长过程表等经营数表、实现人工林的科学经营管理提供理论依据。【方法】以马尾松人工林为研究对象,对不同造林密度试验数据进行统计分析,建立郁闭状态下林分平均断面积与平均高、平均直径与平均高的相关模型,根据试验数据及所建模型中断面积生长率(P_(G))、树高生长率(P_(H))、直径生长率(P_(D))的变化趋势分析,提出郁闭林分达到一定阶段时存在两个极值的推论,并据此分析了在极值约束条件下的马尾松人工林自稀疏规律。【结果】林分在郁闭状态至自稀疏前马尾松林分断面积与平均高呈直线相关关系(G=a+bH),根据其生长过程中P_(G)>P_(H)>P_(D)的规律,进一步分析得出林分中存在两个极值:G/H与H/D。林分从郁闭至开始自稀疏的生长阶段,G/H比值是增加的,当达到自稀疏起点时,G/H达到极值点,此后林分会在极值状态下继续生长,自稀疏方向满足P_(G)=P_(H),按断面积比例计算的自稀疏率为β=2P_(D)-P_(H)。林分郁闭后,树高生长加快,树高生长率大于直径生长率,其H/D值增加,由树木的生物学特性所决定,H/D值在某一阶段会达到极值点,此后,林木在极值状态下继续生长,树高和直径的生长率相等,即P_(D)=P_(H),达到同速生长状态。【结论】林分之所以产生自稀疏是由于其G/H值的极值约束所决定的,不同初植密度的林分具有不同的G/H极值,初植密度越大,其G/H比值越大,达到自稀疏的时间越早;林分的H/D比值达极值点后,林木直径与树高由异速生长进入同速生长阶段,树木干形保持稳定。

关键词：马尾松人工林极值自稀疏

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极值广义顺序统计量的矩收敛

西南大学学报（自然科学版） 2019年第3期41卷 62-66页

作者：艾亚敏陈守全西南大学数学与统计学院重庆400715

本文讨论了极值广义顺序统计量的一种收敛:矩收敛.在3种极值分布类型基础上,得到了极值广义顺序统计量矩收敛的性质.

关键词：极值广义顺序统计量矩收敛