一种基于ASHRAE晴空模型修正的温度场建立方法、装置及设备制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种基于ASHRAE晴空模型修正的温度场建立方法、装置及设备，该方法包括：获取预设时间段内实际数据；所述实际数据包括每日最大辐射数值、每日实际环境温度和桥梁实测温度；根据所述每日最大辐射数值对ASHRAE晴空模型的表观太阳辐射进行修正，得到修正后的ASHRAE晴空模型；根据修正前后的ASHRAE晴空模型分别建立修正前后的温度场模型，将所述修正前后的温度场模型与所述桥梁实测温度对比，判断所述修正后的温度场模型是否满足预设精度要求；若所述修正后的温度场模型不满足预设精度要求，对ASHRAE晴空模型的太阳高度角进行修正，得到目标ASHRAE晴空模型。本发明专利技术提供的一种基于ASHRAE晴空模型修正的温度场建立方法、装置及设备，提高了ASHRAE晴空模型的精度。提高了ASHRAE晴空模型的精度。提高了ASHRAE晴空模型的精度。

【技术实现步骤摘要】
一种基于ASHRAE晴空模型修正的温度场建立方法、装置及设备


[0001]本专利技术涉及桥梁温度场分析
，尤其涉及一种基于ASHRAE晴空模型修正的温度场建立方法、装置及设备。

技术介绍

[0002]桥梁结构遭受的车辆荷载、风荷载、太阳辐射、侵蚀腐蚀等复杂环境作用将导致桥梁在长期服役后性能劣化和结构损伤等，影响着桥梁结构的安全运营与使用寿命。环境温度特别是日照温度引起桥梁结构中产生各向不均匀的梯度温度，并产生较大的位移变形与结构内的温度应力，其影响甚至超过日常运营车辆荷载的作用，对结构的安全至关重要。对于钢箱梁桥，由于钢材温度膨胀系数大，对温度变化更敏感，所以温度荷载对钢箱梁的影响更为显著。由于太阳辐射和环境温度的时变性，桥梁的温度场也在无时无刻地发生变化，桥梁在白天由于太阳辐射而升温，夜间向环境散热而降温。
[0003]工程实际中，通过对桥梁结构进行定期检测和健康监测，可以对结构现有状况以及未来状态进行分析和预测，然后进行针对性的管理和维护。太阳辐射的计算属于气象学领域的理论计算，目前已有十分成熟的公式。通过ASHRAE晴空模型模拟出桥梁的温度场。
[0004]然而目前ASHRAE晴空模型只适合完全晴天时的天气状况，没有考虑当地的实际情况，预测值与实际太阳辐射存在差异，进而使得模拟出的桥梁温度场与实测温度场存在较大误差。

技术实现思路

[0005]有鉴于此，有必要提供一种基于ASHRAE晴空模型修正的温度场建立方法、装置及设备，用以解决现有技术中ASHRAE晴空模型模拟的温度场与实际温度场差异大的问题。
[0006]为达到上述技术目的，本专利技术采取了以下技术方案：
[0007]第一方面，本专利技术提供了一种基于ASHRAE晴空模型修正的温度场建立方法，包括：
[0008]获取预设时间段内实际数据；实际数据包括每日最大辐射数值、每日实际环境温度和桥梁实侧温度；
[0009]根据每日最大辐射数值对ASHRAE晴空模型的表观太阳辐射进行修正，得到修正后的ASHRAE晴空模型；
[0010]根据修正前后的ASHRAE晴空模型分别建立修正前后的温度场模型，将修正前后的温度场模型与桥梁实测温度对比，判断修正后的温度场模型是否满足预设精度要求；
[0011]若修正后的温度场模型不满足预设精度要求，对ASHRAE晴空模型的太阳高度角进行修正，得到目标ASHRAE晴空模型。
[0012]优选的，得到每日最大辐射数值，包括：
[0013]将预设时间段内的实测辐射数据保存为预设格式文件；
[0014]根据预设格式文件，确定每日最大辐射强度；
[0015]基于线性插值法，通过每日最大辐射强度，得到每日最大辐射数值。
[0016]优选的，根据每日最大辐射数值对ASHRAE晴空模型的表观太阳辐射进行修正，得到修正后的ASHRAE晴空模型，包括：
[0017]根据每日最大辐射数值，得到目标表观太阳辐射；
[0018]根据目标表观太阳辐射，确定修正后的ASHRAE晴空模型。
[0019]优选的，ASHRAE晴空模型包括水平总辐射；根据每日最大辐射数值，得到目标表观太阳辐射，包括：
[0020]将每日最大辐射数值代替水平总辐射，通过牛顿迭代算法，确定每日表观太阳辐射；
[0021]通过预设拟合方法，拟合每日表观太阳辐射，得到目标表观太阳辐射。
[0022]优选的，通过预设拟合方法，拟合每日表观太阳辐射，得到目标表观太阳辐射，包括：
[0023]通过MATLAB的Fourier，将每日表观太阳辐射拟合，得到目标表观太阳辐射。
[0024]优选的，根据修正前后的ASHRAE晴空模型分别建立修正前后的温度场模型，包括：
[0025]根据目标环境的几何特征，建立目标环境模型；
[0026]根据目标地理位置与日期数，定义目标环境模型辐射强度；
[0027]根据目标环境模型辐射强度，确定热流量载荷；
[0028]根据热流量载荷与每日实际环境温度，得到温度场模型。
[0029]优选的，若修正后的温度场模型不满足预设精度要求，对ASHRAE晴空模型的太阳高度角进行修正，得到目标ASHRAE晴空模型，包括：
[0030]获取预测位置信息；
[0031]根据预测位置信息，对ASHRAE晴空模型的太阳高度角进行修正，公式如下：
[0032][0033]其中，α
s1
为预测位置的太阳高度角，φ为预测位置的维度，δ为预测位置的太阳赤纬角，ω为预测位置的太阳时角。
[0034]第二方面，本专利技术还提供了一种基于ASHRAE晴空模型修正的温度场建立装置，包括：
[0035]获取模块，用于获取预设时间段内实际数据；实际数据包括每日最大辐射数值、每日实际环境温度和桥梁实测温度；
[0036]第一修正模块，用于根据每日最大辐射数值对ASHRAE晴空模型的表观太阳辐射进行修正，得到修正后的ASHRAE晴空模型；
[0037]建模模块，用于根据修正前后的ASHRAE晴空模型分别建立修正前后的温度场模型，将修正前后的温度场模型与桥梁实测温度对比，判断修正后的温度场模型是否满足预设精度要求；
[0038]第二修正模块，用于若修正后的温度场模型不满足预设精度要求，对ASHRAE晴空模型的太阳高度角进行修正，得到目标ASHRAE晴空模型。
[0039]第三方面，本专利技术还提供了一种电子设备，包括存储器和处理器，其中，
[0040]存储器，用于存储程序；
[0041]处理器，与存储器耦合，用于执行存储器中存储的程序，以实现上述任一种实现方式中的基于ASHRAE晴空模型修正的温度场建立方法中的步骤。
[0042]第四方面，本专利技术还提供了一种计算机可读存储介质，用于存储计算机可读取的程序或指令，程序或指令被处理器执行时，能够实现上述任一种实现方式中的基于ASHRAE晴空模型修正的温度场建立方法中的步骤。
[0043]采用上述实施例的有益效果是：本专利技术提供的一种基于ASHRAE晴空模型修正的温度场建立方法、装置及设备，获取目标区域的太阳辐射的实际数据，根据太阳辐射的实际数据对ASHRAE晴空模型先进行一次修正，然后基于修正后的ASHRAE晴空模型建立温度场模型，将温度场模型与实际温度进行对比，判断修正后的ASHRAE晴空模型建立的温度场模型是否满足要求，当无法满足时，对ASHRAE晴空模型进一步修正，直至温度场模型满足要求。综上，本专利技术根据当地的实际数据，先后对ASHRAE晴空模型的表观太阳辐射和太阳高度角进行修正，通过上述两次修正提高了ASHRAE晴空模型的预测精度，使得目标ASHRAE晴空模型能够准确模拟目标区域的辐射量和温度，符合目标区域的实际情况。
附图说明
[0044]图1为本专利技术提供的基于ASHRAE晴空模型修正的温度场建立方法的一实施例的流程示意图；
[0045]图本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于ASHRAE晴空模型修正的温度场建立方法，其特征在于，包括：获取预设时间段内实际数据；所述实际数据包括每日最大辐射数值、每日实际环境温度和桥梁实测温度；根据所述每日最大辐射数值对ASHRAE晴空模型的表观太阳辐射进行修正，得到修正后的ASHRAE晴空模型；根据修正前后的ASHRAE晴空模型分别建立修正前后的温度场模型，将所述修正前后的温度场模型与所述桥梁实测温度对比，判断所述修正后的温度场模型是否满足预设精度要求；若所述修正后的温度场模型不满足预设精度要求，对ASHRAE晴空模型的太阳高度角进行修正，得到目标ASHRAE晴空模型。2.根据权利要求1所述的基于ASHRAE晴空模型修正的温度场建立方法，其特征在于，得到所述每日最大辐射数值，包括：将所述预设时间段内的实测辐射数据保存为预设格式文件；根据所述预设格式文件，确定每日最大辐射强度；基于线性插值法，通过所述每日最大辐射强度，得到每日最大辐射数值。3.根据权利要求1所述的基于ASHRAE晴空模型修正的温度场建立方法，其特征在于，所述根据所述每日最大辐射数值对ASHRAE晴空模型的表观太阳辐射进行修正，得到修正后的ASHRAE晴空模型，包括：根据所述每日最大辐射数值，得到目标表观太阳辐射；根据所述目标表观太阳辐射，确定修正后的ASHRAE晴空模型。4.根据权利要求3所述的基于ASHRAE晴空模型修正的温度场建立方法，其特征在于，所述ASHRAE晴空模型包括水平总辐射；所述根据所述每日最大辐射数值，得到目标表观太阳辐射，包括：将所述每日最大辐射数值代替所述水平总辐射，通过牛顿迭代算法，确定每日表观太阳辐射；通过预设拟合方法，拟合所述每日表观太阳辐射，得到目标表观太阳辐射。5.根据权利要求4所述的基于ASHRAE晴空模型修正的温度场建立方法，其特征在于，所述通过预设拟合方法，拟合所述每日表观太阳辐射，得到目标表观太阳辐射，包括：通过MATLAB的Fourier，将所述每日表观太阳辐射拟合，得到目标表观太阳辐射。6.根据权利要求1所述的基于ASHRAE晴空模型修正的温度场建立方法，其特征在于，...

【专利技术属性】
技术研发人员：卢海林，张钾奇，郝静，王宇秋慧，郭馨阳，
申请(专利权)人：武汉工程大学，
类型：发明
国别省市：