演化功率谱解耦提升非平稳过程模拟效率与结构响应分析

本文主要探讨了"演化功率谱解耦及其工程应用"这一主题，发表于2015年的西南交通大学学报第50卷第2期。论文由彭留留、黄国庆、马存明和苏延文四位作者共同完成，他们专注于结构风工程领域，特别是在非平稳过程的模拟效率提升和结构响应分析的简化方面。 演化功率谱解耦是核心概念，它将复杂的非平稳过程分解为一系列时间系数与小波函数的傅里叶变换模平方的乘积，这种分解方法使得一般非平稳过程能够被看作多个均匀调制的非平稳过程之和。这种方法的引入旨在提高对这类动态系统的模拟精度，特别是对于那些非平稳随机过程，如风工程中的结构动力学分析。 研究结果显示，通过演化功率谱的近似解耦，可以显著提高非平稳随机过程的模拟效率，通常情况下，使用快速傅里叶变换（FFT）算法能使得模拟速度提高数十倍。此外，这种方法模拟得到的样本时程的自相关函数与目标值高度吻合，显示出解耦后的分析方法具有很高的准确性和稳定性。 在结构响应分析方面，非平稳激励下，该解耦策略简化了分析过程，计算结果与理论值相比具有极小的误差，这在实际工程设计中具有重要意义，因为它能更有效地预测和控制结构在复杂环境下的行为，比如风力作用下的振动情况。 这篇论文不仅提出了一个创新的理论工具，还展示了其在实际工程问题中的应用价值，对于提高非平稳动力学系统建模的效率和准确性具有重要的工程意义。同时，它也揭示了小波分析与快速傅里叶变换在处理非平稳信号中的关键作用，为未来此类问题的研究提供了新的思路和技术支持。