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《基于VonKarman模型的三维大气紊流仿真.pdf》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。
1、第24卷第1期计算机仿真2007年1月文章编号:1006-9348(2007)01-0035-04基于VonKarman模型的三维大气紊流仿真张峰,汪沛,王冲,谢芳林(空军航空大学军事仿真技术研究所,吉林长春130022)摘要:为提高飞机飞行动力学系统的仿真逼真度,提出一种新的大气紊流模型,并研究出在实时仿真中的实现技术。改变以前基于Dryden模型的建模方法,对不能直接用于仿真模拟的VonKarman大气紊流模型进行有理化处理,得出逼近于VonKarman模型的新的紊流模型,确定新的滤波器参数,从
2、而在时域内实时生成大气紊流。通过频域上的分析比较和时域的仿真计算,结果表明该模型生成的紊流比以往的Dryden模型更好地符合了大气数理统计特性,并解决了VonKarman的仿真实现问题。数值模拟算法可直接应用于模拟器的空气动力学运动方程,从而使飞机在风场中的模拟更加真实,对模拟器的研制具有实际意义。关键词:大气紊流;频谱密度;飞行仿真中图分类号:TP391文献标识码:ASimulationofThree-DimensionalAtmosphericTurbulenceBasedonVonKarmanModelZH
3、ANGFeng,WANGPe,iWANGChong,XIEFang-lin(InstituteofMilitarySimulationTechnology,AvationUniversityofAirForce,ChangchunJilin130022,China)ABSTRACT:Inordertoenhancethefidelityoffightdynamicsystemsimulation,thispaperproposesanewatmosphericturbulencemode,landfurtherst
4、udiestherealizationtechniqueinrealtimesimulation.Tocalculatethedynamicturbulence,thispaperpurposesanewmodelingmethod,basedonVonKarmanmodelwhichcannotbeusedtosimulatedirectly,insteadofthemodelofDrydenusedbefore.ByrationalizingVonKarmanmode,theatmosphericturbule
5、nceisgeneratedinrealtimetocalculatefilterparameter.TheanalysisinfrequencydomainandsimulationresultintimedomainshowthatthismodelhasbetterstatisticalcharacteristicthantheDryden3-Dmode,landhassolvedtherealizationprobleminsimulationofVonKarmanmode.lThenumericalana
6、loguealgorithminthispapercouldbeusedinatmosphericdynamicmotionequation,inordertomakethesimulationmorelifelikeinwindfield,andithassomepracticaleffecttothedevelopmentofsimulator.KEYWORDS:Atmosphericturbulence;Spectraldensity;Flightsimulation1引言对大气紊流的模型描述中有Dryden
7、模型和VonKarman模随着现代计算机技术的发展,飞行仿真为飞行试验和训型,但Dryden模型和VonKarman模型的建模理论体系却截练提供了沉浸式的模拟。同时为了给飞行员提供身临其境然相反。Dryden模型先根据经验建立大气紊流相关函数,然的逼真模拟,飞行建模必须对飞机运行的大气、空间环境进后推导频谱函数;而VonKarman模型则相反,先根据大量的行逼真的表示和描述,用以全面地体现各种自然环境条件对测量和统计数据建立大气紊流的频谱函数,再推导出相关函飞机性能参数的影响,这将使飞行仿真的逼真度提高到一个数。相比
8、之下VonKarman模型比Dryden模型更反应大气紊新的层次。大气紊流是指叠加在平均风上的连续随机脉动,流的特性。但由于Dryden模型的频谱函数为有理式,可作它和风叠加而成的风场是对飞机有重要影响的一类大气、空因式分解,所以以往的研究中常对Dryden模型进行共轭分间环境。虽然按照Navier-Stoke方程、连续方程及其它一些解从而来生
