Noise Reduction and Smoothing of Modal Wind Load Spectra
공력천칭기법 또는 풍압적분법에서 얻은 공력모멘트의 파워스펙트럼밀도는 종종 톱니 형상을 나타내며 의도 하지 않은 잡음원의 영향을 받을 수 있다. 이런 잡음은 고층건물의 실제 동적풍응답을 왜곡하여 부정확한 평가를 초래 할 수 있다. 따라서 고층건물의 바람으로 인한 응답을 정확하게 예측하기 위한 동적해석을 수행하기 전에 잡음을 걸러 내고 모달풍하중 스펙트럼을 평활화하는 것이 필수적이다. 본 연구에서는 잡음 및 스펙트럼 자료의 변동성을 최소화하 여 모달풍하중 스펙트럼의 정확성과 신뢰성을 높이기 위해 SSA(Singular Spectrum Analysis)를 활용한다. 모달풍하중 스펙트럼에 특화되고 수정된 SSA을 간략히 서술하고 쌍둥이 고층건물에 대해 구현해 보았다. 결과는 SSA가 효과적으 로 잡음을 줄이고 평활성을 향상하여 더 정밀하고 일관된 모달풍하중 스펙트럼을 활용할 수 있다. 이 방법은 다양한 풍 공학 분야에서 실험 및 해석의 성능을 향상하는데 유용할 것으로 판단된다.
The power spectral densities of aerodynamic moments obtained from aerodynamic force balance or synchronous pressure integration measurements often exhibit a saw-tooth shape and can be affected by unintended noise sources. This noise can distort tall buildings' true dynamic wind responses, leading to inaccurate estimations. Therefore, it is essential to filter out noise and smooth the modal wind load spectra before conducting dynamic analysis to accurately predict the wind-induced responses of the building. In this study, Singular Spectrum Analysis (SSA) is used to improve the accuracy and reliability of modal wind load spectra by minimizing the impact of noise and spectral data fluctuations. A modified SSA method tailored for modal wind load spectra is outlined and has been implemented on those of tall twin buildings. The results show that SSA effectively reduces noise and enhances smoothness, resulting in more precise and consistent modal wind load spectra. This method has the potential to enhance the performance of testing and analysis in various wind engineering applications.