Page 292 - 《振动工程学报》2026年第5期
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层次聚类
极大值风压系数分区
1496 振 动 工 程 学 报 第 39 卷
B1: 1.60 B2: 1.27 B3: 1.02 B1: 1.52 B2: 1.04 B3: 1.04 B1: 1.60 B2: 1.29 B3: 1.02 B1: −2.39 B2: −2.18 B3: −2.15 B1: −2.26 B2: −2.12 B3: −1.77 B1: −2.39 B2: −2.18 B3: −2.15
K-means 层次聚类 SOM B4: −1.76 B4: −1.62 B4: −1.76
(a) 极大值风压系数分区 K-means 层次聚类 SOM
(a) Zones with maximum wind pressure coefficients (b) 极小值风压系数分区
(b) Zones with minimum wind pressure coefficients
B1: −2.39 B2: −2.19 B3: −2.15 B1: −2.35 B2: −2.16 B3: −1.77 B1: −2.39 B2: −2.19 B3: −2.15 图 11 同时考虑位置和相关性时三种方法对应的分区结果
Fig. 11 Zoning results under three methods with considering
location and correlation
数而言，同时考虑两者后，建筑表面的角部区域产生
了过拟合结果，未能较好地达到分区目的；对于极小
值风压系数影响稍小。
4.4 分区结果评价
B4: −1.74 B4: −1.62 B4: −1.74 由前文对比仅考虑风压系数分区分布结果可知，
K-means 层次聚类 SOM 引入测点相关系数、考虑位置和同时考虑测点相关
(b) 极小值风压系数分区
(b) Zones with minimum wind pressure coefficients 系数及位置在一定程度上可以避免出现独立分区，
减少风压分区离散问题。为进一步定量说明引入测
图 10 考虑位置时三种方法对应的分区结果
点相关系数、考虑测点位置和同时考虑测点相关系
Fig. 10 Zoning results under three methods with considering
数及位置后 SOM 方法分区结果差异，利用类间平方
location
和 SSB [21] 进行评价计算。
4.3.4 同时考虑位置和相关系数
k ∑
基于前文相同分类数，以两测点中心连线为测 S S B = n r ∥ u r − p∥ 2 （13）
r=1
点风压系数所属面积的边界线，同时考虑位置和测
式中， p为全部测点风压系数平均值； 为第 r个类的
u r
点相关系数，将建筑 S 面风压系数分别用 K-means、
中心； n r 为第 r个类的数据个数。
层次聚类、SOM 方法进行分区，3 种方法对应的具体
表 3 给出了考虑风压系数大小时，引入测点相关
分区如图 11 所示。
系数、考虑测点位置和同时考虑测点相关系数及位
可以看出，同时考虑位置和测点相关系数后，引
置后 SOM 方法分区结果对应的 SSB，以及各工况相
入了位置和相关系数两个变量，对于极大值风压系
对于仅考虑风压系数大小的传统方法结果的 SSB 变
化率。从表 3 可以看出，对于 S 面极大值风压系数，
B1: 1.62 B2: 1.28 B3: 1.05 B1: 1.55 B2: 1.27 B3: 1.03 B1: 1.62 B2: 1.28 B3: 1.05 引入测点相关系数后的分区结果相对于仅考虑风压
系数大小传统方法的分区结果变化率为 0.22%，且该
变化率小于考虑位置和同时考虑相关系数及位置
表 3 SSB 值及变化率
Tab. 3 SSB values and rate of change
考虑风压 考虑相关 考虑 相关系数+
工况 指标
系数大小 系数 位置 位置
S面极大值 SSB 5.838 5.825 4.794 5.093
风压 变化率 — 0.22% 17.88% 12.77%
K-means 层次聚类 SOM
(a) 极大值风压系数分区 S面极小值 SSB 2.990 2.796 2.578 2.546
(a) Zones with maximum wind pressure coefficients 风压 变化率 — 6.48% 13.77% 14.83%
B1: −2.39 B2: −2.18 B3: −2.15 B1: −2.26 B2: −2.12 B3: −1.77 B1: −2.39 B2: −2.18 B3: −2.15
B4: −1.76 B4: −1.62 B4: −1.76
层次聚类
极小值风压系数分区
