Distribución de Probabilidad Conjunta de la Velocidad del Viento Extremo y la Densidad del Aire Basada en la Función Cópula para Evaluar la Presión Básica del Viento
Autores: Zhang, Lianpeng; Zhang, Zeyu; Wu, Chunbing; Ji, Xiaodong; Xue, Xinyue; Jiang, Li; Yang, Shihan
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2024
Acceso abierto
Artículo científico
2024
Distribución de Probabilidad Conjunta de la Velocidad del Viento Extremo y la Densidad del Aire Basada en la Función Cópula para Evaluar la Presión Básica del Viento
Categoría
Ciencias Naturales y Subdisciplinas
Subcategoría
Astronomía
Palabras clave
Diseño de carga de viento apropiado
Cambios dinámicos en la densidad del aire
Valor extremo
Teorías de cópulas
Modelo de distribución de probabilidad conjunta
Presión básica del viento.
Licencia
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Consultas: 7
Citaciones: Sin citaciones
Para investigar un diseño de carga de viento apropiado para edificios considerando los cambios dinámicos en la densidad del aire, se utilizaron teorías clásicas de valores extremos y cópulas. Utilizando datos de velocidad del viento, temperatura del aire y presión del aire de 123 estaciones meteorológicas en la provincia de Shandong desde 2004 hasta 2017, se estableció un modelo de distribución de probabilidad conjunta para la velocidad extrema del viento y la densidad del aire. Se calculó la presión básica del viento para varios períodos de retorno condicionales. Los resultados indicaron que las distribuciones del modelo de mezcla de Gumbel y Gaussiano se desempeñaron bien en el ajuste de la velocidad extrema del viento y la densidad del aire, respectivamente. La distribución conjunta de la velocidad extrema del viento y la densidad del aire exhibió un patrón bimodal distinto. Cuanto mayor era la velocidad del viento, mayor era la densidad del aire para el mismo período de retorno condicional. Para el período de retorno de 10 años, la densidad del aire superó la densidad del aire estándar, excediendo 1.30 kg/m. Las presiones básicas del viento bajo los diferentes períodos de retorno condicional fueron más del 10% mayores que las calculadas a partir de códigos estándar. Aplicar la densidad del aire basada en el período de retorno condicional en el diseño de ingeniería podría mejorar la seguridad estructural a nivel regional.
Descripción
Para investigar un diseño de carga de viento apropiado para edificios considerando los cambios dinámicos en la densidad del aire, se utilizaron teorías clásicas de valores extremos y cópulas. Utilizando datos de velocidad del viento, temperatura del aire y presión del aire de 123 estaciones meteorológicas en la provincia de Shandong desde 2004 hasta 2017, se estableció un modelo de distribución de probabilidad conjunta para la velocidad extrema del viento y la densidad del aire. Se calculó la presión básica del viento para varios períodos de retorno condicionales. Los resultados indicaron que las distribuciones del modelo de mezcla de Gumbel y Gaussiano se desempeñaron bien en el ajuste de la velocidad extrema del viento y la densidad del aire, respectivamente. La distribución conjunta de la velocidad extrema del viento y la densidad del aire exhibió un patrón bimodal distinto. Cuanto mayor era la velocidad del viento, mayor era la densidad del aire para el mismo período de retorno condicional. Para el período de retorno de 10 años, la densidad del aire superó la densidad del aire estándar, excediendo 1.30 kg/m. Las presiones básicas del viento bajo los diferentes períodos de retorno condicional fueron más del 10% mayores que las calculadas a partir de códigos estándar. Aplicar la densidad del aire basada en el período de retorno condicional en el diseño de ingeniería podría mejorar la seguridad estructural a nivel regional.