大气风场影响飞机尾涡的数值模拟研究
尾流作为飞机升力的副产物,是影响航空器安全运行,制约终端区空域容量增长的重要因素。关于尾流演化机理研究,过去主要集中于大气湍流度和层结稳定性的作用。
近年来,发现大气风场对尾流的耗散行为也具有重要的影响。本文从尾涡耗散特性、水平运动特性、垂向运动特性等多种角度出发,借助雷诺平均数值模拟方法,系统的研究侧向风场对于最后进近航段及决断高度处飞机尾涡的影响,并探讨其影响的物理机制。
研究表明,侧风对于尾涡的耗散起促进作用,具体表现为侧风改变涡核与外围流场间的相对速度,促进尾涡涡心涡量的衰减;侧风与尾涡间的融合诱导尾涡触发不稳定性机制,缩短其进入快速衰减阶段的时间,加速尾涡消散。对于近地尾涡,由于存在地效的共同作用影响,侧风还能引发尾涡附近地表边界层分离形成得二次涡旋,围绕主涡做反向缠绕运动,进而诱导尾涡触发不稳定性机制,缩短其进入快速衰减阶段的时间,加速尾涡演化耗散。
通过对尾涡水平运动特性分析表明,侧向风场的输运作用能够促使尾涡产生水平位移,且对于不同强度侧风,尾涡的位移范围还存在一定差异。低速侧风仅能将下风涡推出跑道范围,而上风涡受侧风与尾涡诱导作用的 ...


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