尾涡流场及安全间隔的建模与仿真计算研究

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1、中国民航大学硕士学位论文尾涡流场及安全间隔的建模与仿真计算研究姓名：魏志强申请学位级别：硕士专业：交通运输规划与管理指导教师：徐肖豪20080409摘要依据动态尾涡间隔的概念，在国外研究成果的基础上，建立较为完善的尾涡形成模型、近涡消散模型、远涡消散模型和涡核运动模型，对前机诱导尾涡流场进行仿真计算和分析；建立了尾涡遭遇模型和安全间隔模型，对前后机的尾涡安全间隔进行仿真计算和分析。在强度消散和涡核运动方面，本文将尾涡的消散和运动分为近场涡和远场涡两个阶段，提出一个近似的近涡消散模型来描述尾涡形成阶段强度的消散和涡核运动情况；在近地阶段，采用镜像涡方法一并考虑地面效应对尾涡形成

2、、消散和涡核运动的影响，根据尾涡间距加大的程度来判断地面影响的强弱，较好地反映了地面效应对尾涡运动和消散的影响；在安全间隔方面，提出以抖动失速作为遭遇尾涡后改出过程的坡度角极限，根据输入的安全系数综合确定可接受最大坡度角，而不是简单地给出固定的最大坡度角或诱导力矩系数；最后依据所开发的仿真计算系统，对尾涡形成、消散、涡核运动、遭遇过程、安全间隔等参数的影响因素及影响程度也进行了计算分析和研究，包括大气湍流、层结特性、大气密度、前机机型参数、前机重量、前机速度、前机高度、后机速度、后机重量、后机高度、操纵性和稳定性、飞行员的反应时间、安全系数、飞机垂直和水平航迹保持能力等因素。

3、这些影响因素对安全间隔都有一定的影响，在确定间隔时应综合予以考虑。关键词：尾涡间隔消散模型尾涡运动安全间隔地面效应AbstractBasedontheconceptofdynamicwakevortexspacingandforeignstudiesbefore，inthispaper,thepreferablemodelsforwakevortexproducing，decaying，movementa陀constructedtosimulatetheflowfieldofwakevortexinducedbyleadingaircraft．Andalsothemodels

4、forencounteringandsafetyspacingarealsoconstructedtosimulateandanalysethesafetyspacingforaircraftpaires．Intheaspectsofwakevortexdecaingandmovement,thefieldofwakevortexisdividedbytwopartsinthispaper,includingthefarfieldvortexandnearfieldvortex．Anearfiledwakevortexmodelfordecayingandmovememisp

5、urposedtodescribethecomingintobeingofthewakevortex．Intheneargroundphases，themethordofimagingvortexisusedtoconsiderthegroundeffectfortheforming，decayingandmovementofwakevoerxtogether．11圮influenceofgroundeffectisestimitedpreferablybytheamountofincreasinglateralseparationbetweenthetwoinducingv

6、ortexs．Intheaspectofsafetyspacing，thestallspeedisproposedtocalculatetheultimatebankangleforencountingthewakevortex，andthenthemaxmunacceptablebankangleCanbedeterminedbythesafetyfactorsdynamiclyinsteadoftheconstantacceptablebankangleusedbefore．Finaly,basedonthecalculatingandsimulatingsottware

7、，theinfluencefactors，suchastheturbulence，thestratificationparameter,thedensityofatmosphere，thetypeparameters，theweight，thegroundspeedandtheheightforleadingaircraft,theweight,thegroundspeedandtheheightforfollowingaircraft，theresposingtimefropilotsandSOon,