郑恒斌，颜全胜，2，王卫锋，2，吴 杰

1)华南理工大学土木与交通学院，广州510640;2)华南理工大学亚热带建筑科学国家重点实验室，广州510640

在实际大气边界层湍流中，脉动风速不仅是时间函数，且随空间位置(x，y，z)变化，是一个单变量四维随机场［1］.通常情况下，当不考虑x、y、z方向的风速互相关时，可将脉动风场看成一个一维多变量的随机向量过程［2］.对于随机风场的模拟方法许多学者都进行了研究，其中由Rice提出并经Shinozuka等［3-4］发展的基于原型谱表示的谐波合成法，因具有适用范围广、精度高等优点，成为脉动风场最主要的模拟方法，代表了脉动风场随机模拟的主流方向.对传统的谐波合成方法，不少学者也对其计算效率不高，占用计算机资源较大进行了改进［2，5-13］.其中由 Chen［8］较早采用并由胡亮等［9-13］发展并不断完善的基于本征正交分解 (proper orthogonal decomposition，POD)的谱表示法是近年研究热点.

本研究采用该法进行脉动风场的模拟，其模拟思路为在功率谱矩阵的分解中通过POD法代替传统的Cholesky分解法，结合模态截断技术在满足计算精度和随机过程统计特性的前提下，用少数能量较大的低阶“风吹动模态”［14］的线性组合来近似表达整个随机过程，因此相对其他以Cholesky分解法为核心算法的模拟方法而言，可大大提高计算效率.根据分解对象的不同，该法可以分为基于相干函数矩阵的POD型谱表示法［9］和基于互功率谱密度矩阵的POD型谱表示法［10］，前者通过引入双索引频率，实现了各态历经脉动风场的模拟［11］，后……