直升机高原山区飞行的风环境仿真建模技术研究

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1、总第180期2014年第3期直升机技术HEuC0f7IERTECHNIQUETotalNo．180No．32014文章编号：1673—1220(2014)03旬25旬3直升机高原山区飞行的风环境仿真建模技术研究罗明清，印佼，孙传伟(南京航空航天大学直升机旋翼动力学国家级重点实验室，江苏南京210000)摘要在高原山地环境中，气流风场的复杂变化对直升机的飞行安全有重要影响，创建高原山区环境下的风场模型，对模拟直升机在高原环境下飞行尤为关键。通过收集、分析已有的高原环境气候数据，建立给定区域的三维空间几何模型，采用计算流体力学方法模拟出给定区域的风场布局，并开发实时插值程序，

2、为风场实时再现提供数据样本。关键词高原环境；风场建模；气候数据；直升机中图分类号：V321．2+25文献标识码：AWindSimlllationModellingTeclumlogyinPlateauMoutainforHelicopterLUOMingqing，YINJiao，SUNChuanwei(NanjingUniversityofAemn卸tics蚰dAstron叫tics，N蛐jing210000，Chim)AbstractInplateaumountainousenvironment，t}lecomplexchaJlgeofwind6eldh鹊greatiI

3、lnu-enceontheaviations如tyforhelicopter．Therefbre，itisimpon舳ttoestablishtllenear—eanhwindfieldmodelforsimulatinghelic叩ter奄aviationinthisenvim砌ent．Intllisp印er，climaticdataofplateauenvironmenthasbeencoUectedandanalyzedtoestablishthethree—dimensionalspatialgeo—metricmodel0fa百venarea．Withthehe

4、lpofcomputationalnuiddyn砌icsmethod，tllere鹊onable讯ndfieldovemUa咖gementofthedesignatedareawassimulated，alldalsodeVeloparealtimecodetointe印olateina3·Dspace，extmctinga埘ndsigIlalrepresentationinthewholewindfieldtothehelicopternightsimulation．KeywOrdsplateauenvironment；simulationofwind6eld；clim

5、aticdata；helicoptero引言季蔫荔萎：芏鬈裂裂警豢糍蔷国内外有关大气风场模拟的研究较多。美国菊香等提出了一种改进的紊流风模型及其仿真算JamesK．Luers提出了一种地面边界层的风切变和测31；马树峰和岳晓奎也进行了大气紊流的数字仿收稿日期：2014—01一12基金项目：江苏高校优势学科建设工程资助项目。作者简介：罗明清(1982一)，男，青海西宁人，硕士研究生，助理工程师，主要研究方向为直升机飞行力学。·26·直升机技术总第180期真MJ。不同地区的风场建模要根据具体地理环境条件来确定。本文是以青藏高原林芝机场周边为研究对象，参考了当地气候环境。目前，

6、已有的国内研究主要侧重于林芝机场的航空"J、气候特征∞o等区域性的气候背景。本文模拟计算周边某一区域山地风场，为直升机高原山地环境飞行仿真提供一些依据。1林芝机场周边环境及气候资料林芝机场地处青藏高原东南部的米林县境内，标高2949m。夏季受印度洋西南季风和孟加拉湾暖湿气流的影响，云雨天多；而冬季主要受大陆冷高压影响，天气多晴好。干雨季分明是林芝机场主要的气候特征，也是机场天气形成的重要气候背景。机场跑道处于雅鲁藏布江河谷之中，两侧均为高大山脉，机场区域半径15km以内4500m以上的山峰多达12座之多，跑道中部东南侧3km处有三段山谷(图1)，与上游两段山谷?[合成一段

7、朝向机场跑道的方向，午后山谷内的不稳定气流常加速吹向机场跑道，产生变化复杂的大风。河谷不稳定气流和机场地面大风对直升机飞行安全有很大威胁。图1林芝机场地图2林芝机场周边山地风特征林芝机场跑道的磁方位为540～2340，跑道方向为东北～西南方向，这个方向与该段雅鲁藏布江河谷的走向接近一致，而跑道东南侧的山谷方向基本垂直于跑道方向，山地风多近似于山谷方向，且多为分布在1300一1700的东南风。依据林芝机场地面自动观测系统的地面风观测数据，主要统计了2006年、2007年两年各月风向变化范围。将最大瞬时风速≥15n∥s作为林芝机场