基于Copula函数和风速正交分量的风矢量联合概率密度研究

来源：计算力学学报杂志2024年第5期北京时间：

作者：程正兵,冀骁文

单位：北京工业大学 城市与工程安全减灾教育部重点实验室, 北京 100124,北京工业大学 城市与工程安全减灾教育部重点实验室, 北京 100124

摘要：准确地表示风矢量联合概率密度对于风能的评估和风机结构设计具有重要意义,本文将围绕提升风矢量联合概率密度表示结果准确性展开研究。首先,将风矢量表示为风速正交分量,采用混合Normal分布分别对边缘概率密度进行表示,并提出了估计混合Normal分布参数的方法。然后,基于Copula函数考虑风速正交分量间的相关性,从而得到二者的联合概率密度,其中Copula参数通过最小二乘法估计,紧接着通过雅可比变换得到风矢量联合概率密度。最后,采用印度风能研究所的测点S3和S7的每小时平均风速和风向数据,与以往基于Copula函数和风速、风向变量得到的风矢量联合概率密度结果进行对比。结果表明,与以往方法相比,所提方法得到的风矢量联合概率密度结果准确性有很大的提升,本文可为风能的开采和利用提供理论依据。

关键词：Copula函数,正交分解,风矢量,联合概率密度,混合Normal,

基金资助：国家自然科学基金(51908014;52278135)资助项目.