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基于真实地形的着陆飞机尾涡演化数值模拟:以重庆江北机场为例
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作者 潘卫军 陈志远 +2 位作者 栾天 张琛 邓蕾蕾 《科学技术与工程》 北大核心 2025年第25期10937-10947,共11页
尾涡作为限制飞机间隔的重要因素,如何加速尾涡耗散以提升机场容量一直是国内外学者研究重点。基于真实地形开展数值模拟仿真实验,就地形对于尾涡演化影响效果进行了研究。选用F构型A332机翼模型在重庆江北机场02R跑道着陆为拟研究场景... 尾涡作为限制飞机间隔的重要因素,如何加速尾涡耗散以提升机场容量一直是国内外学者研究重点。基于真实地形开展数值模拟仿真实验,就地形对于尾涡演化影响效果进行了研究。选用F构型A332机翼模型在重庆江北机场02R跑道着陆为拟研究场景,利用Fluent软件基于SST k-ω湍流模型进行数值模拟实验,将实验所得计算结果与无地形条件下的计算结果进行对比分析。结果表明:地形能够引导尾涡移动,从而增加下沉距离使其远离下滑道,根据分析结果显示,有地形条件下增加最大下沉距离为无地形条件下的22倍,同时地形对尾涡的形态破坏能够更早激发Crow长波不稳定性,使其在9个翼展位置基本完成内机身襟翼涡的耗散,且地形可限制尾涡影响范围,有地形条件下涡核间距最大缩减量约为26.5%。因此,所研究的真实地形对于减小后机尾涡遭遇风险,缩小尾流间隔,提升跑道容量具有积极作用。 展开更多
关键词 真实地形 数值模拟 尾涡演化 着陆阶段
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融合式翼梢小翼对飞机尾涡演化的影响 被引量:1
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作者 何昕 赵瑞 +1 位作者 王琴 苑长江 《科学技术与工程》 北大核心 2023年第30期13165-13171,共7页
随着空中交通流量的增长,尾流间隔精细化、动态化缩减成为民航发展的一种趋势,研究尾流演化过程也成为民航领域关注的前沿科学问题。基于此,采用雷诺平均N-S方程方法研究了B737-800飞机有无融合式翼梢小翼对飞机尾涡的演化过程影响。利... 随着空中交通流量的增长,尾流间隔精细化、动态化缩减成为民航发展的一种趋势,研究尾流演化过程也成为民航领域关注的前沿科学问题。基于此,采用雷诺平均N-S方程方法研究了B737-800飞机有无融合式翼梢小翼对飞机尾涡的演化过程影响。利用美国国家航空航天局(National Aeronautics and Space Administration,NASA)动态尾流系统中尾涡消散模型(aircraft vortex spacing system prediction algorithm,APA)计算了不同气象环境参数下有无小翼的尾涡环量变化。结果表明:融合式翼梢小翼可以分割翼尖涡,有效改变翼尖气流的流动特性,增大速度梯度,减小尾涡速度、尾涡能量集中程度和尾涡强度;不同大气湍流耗散率和大气层结稳定度下,小翼对尾涡强度的减小量不同。 展开更多
关键词 融合式翼梢小翼 尾涡演化 数值模拟 APA消散模型
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降雨条件下飞机尾涡演化数值模拟研究 被引量:6
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作者 周金鑫 陈迎春 +2 位作者 李栋 张泽宇 潘卫军 《南京航空航天大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第2期320-328,共9页
降雨作为一种气象条件,与飞机尾涡相互作用,改变自身与尾涡的动力学特性。高强度的尾涡导致后机难以着陆、复飞甚至坠机等后果,因此尾涡的演化进程对评估后机的飞行安全有重要意义。为了分析尾涡与降雨的相互干扰,基于欧拉-欧拉多相流模... 降雨作为一种气象条件,与飞机尾涡相互作用,改变自身与尾涡的动力学特性。高强度的尾涡导致后机难以着陆、复飞甚至坠机等后果,因此尾涡的演化进程对评估后机的飞行安全有重要意义。为了分析尾涡与降雨的相互干扰,基于欧拉-欧拉多相流模型,研究了降雨条件下的尾涡演化特性。对于多相流模型中的空气相模拟,采用大涡模拟湍流模型,雨相通过两个标量方程控制其动力学输运,两相间的耦合利用动量源项实现能量的传递。分析了降雨对环量、涡量和涡核附近速度分布、下沉速度等尾涡演化特征量的影响。结果表明:降雨加速了环量的衰减,减小了涡心最大涡量,使速度分布趋于平滑,改变了尾涡下沉规律。另外,尾涡也影响了雨滴的下降轨迹和浓度分布。 展开更多
关键词 飞机 降雨条件 多相流 数值模拟 尾涡演化
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不同B-V频率下的飞机尾涡数值模拟研究 被引量:1
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作者 潘卫军 姜沿强 张钰沁 《兵器装备工程学报》 CAS CSCD 北大核心 2024年第2期197-203,共7页
为保障民航飞机的运行安全,探究大气分层对飞机尾涡的影响,对不同B-V频率和初始温度条件下的尾流演化进行研究。选择SST k-ω湍流模型,使用Fluent软件对自定义函数搭建的9种大气环境下的A333飞机尾涡演化进行数值模拟,并基于演化结果对... 为保障民航飞机的运行安全,探究大气分层对飞机尾涡的影响,对不同B-V频率和初始温度条件下的尾流演化进行研究。选择SST k-ω湍流模型,使用Fluent软件对自定义函数搭建的9种大气环境下的A333飞机尾涡演化进行数值模拟,并基于演化结果对飞行安全进行分析。结果表明:初始温度不同主要会引起尾涡初始强度的不同,但对尾涡发展影响较小。B-V频率主要作用于t′=1.5之后,使尾涡特征的演化产生差异。较大的B-V频率会诱使尾涡上方产生小尺度的次级涡旋,加速尾涡衰减,减小涡核间距。B-V频率的增大会引起尾涡下沉速率大幅减小,使前机尾流在后机的飞行航路上停留更久,从而增大尾流间隔。 展开更多
关键词 A333 B-V频率 大气分层 尾涡演化 数值模拟
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温度垂直递减率对飞机尾涡影响的数值模拟 被引量:1
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作者 潘卫军 姜沿强 +3 位作者 张钰沁 罗玉明 王靖开 罗昊天 《南京航空航天大学学报》 CAS CSCD 北大核心 2023年第5期819-826,共8页
为了更深入精确地研究航空器尾涡演变规律,保障航空器安全运行,本文采用数值模拟方法对不同温度垂直递减率下A330-300飞机尾流的耗散规律进行了研究。数值模拟选择SST(Shear stress transport)k-ω湍流模型,通过构建5种不同温度垂直递... 为了更深入精确地研究航空器尾涡演变规律,保障航空器安全运行,本文采用数值模拟方法对不同温度垂直递减率下A330-300飞机尾流的耗散规律进行了研究。数值模拟选择SST(Shear stress transport)k-ω湍流模型,通过构建5种不同温度垂直递减率下的温度场,并在温度场内编译A330-300飞机尾流场实现不同温度垂直递减率下的演化。通过数值模拟结果与雷达探测数据的对比验证了数值模拟方法可靠性。计算结果表明,一般湍流强度下,不同的温度垂直递减率主要作用于尾涡衰减阶段,通过改变尾涡内外温度影响尾涡演化。温度垂直递减率越小,尾涡衰减区环量减小得越快;温度垂直递减率越大,尾涡下沉的速率越大,快速耗散后的涡核间距越大。 展开更多
关键词 数值模拟 飞机 尾涡演化 温度垂直递减率
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舵几何特征对桨−舵系统尾流场演化的影响 被引量:1
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作者 张维鹏 任建新 +2 位作者 郭航 王子斌 胡健 《力学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第2期318-329,共12页
发生在桨和舵之间的干扰会影响螺旋桨尾流的演化,导致尾流场中的湍流在下游增强,恶化船舶的振动和噪声性能,深入分析舵几何参数对桨−舵系统尾流场演化的影响能够为推进器尾流场的调节和减振降噪提供新思路.因此,从弦长、剖面和梯形舵入... 发生在桨和舵之间的干扰会影响螺旋桨尾流的演化,导致尾流场中的湍流在下游增强,恶化船舶的振动和噪声性能,深入分析舵几何参数对桨−舵系统尾流场演化的影响能够为推进器尾流场的调节和减振降噪提供新思路.因此,从弦长、剖面和梯形舵入手分析不同的舵几何参数对螺旋桨尾流场演化特性的影响,使用大漩涡模拟方法模拟流场中的湍流结构,对不同舵弦长、剖面下的螺旋桨尾涡结构演化进行了分析,在舵弦长、剖面影响螺旋桨尾流场演化的研究的基础上分析了梯形舵对螺旋桨尾涡结构的影响,进一步分析了梯形舵影响下的螺旋桨尾流场中湍动能的分布.结果表明舵的弦长和剖面均会影响螺旋桨尾流场的演化,这种影响表现为更大的弦长和更厚的剖面会促进螺旋桨梢涡在舵压力面上的偏移,更薄的舵剖面会带来更强烈的螺旋桨毂涡偏移;涡管轮廓和舵表面脉动压力的对比均表明梯形舵会促进螺旋桨尾流场沿逆舵梯度方向偏移,从而导致螺旋桨的尾涡结构在舵两侧及下游呈现不对称分布,桨−舵系统下游的湍流结构与螺旋桨尾涡−舵碰撞过程、螺旋桨尾涡−舵随边涡干扰过程、螺旋桨梢涡−螺旋桨毂涡干扰有关,偏移更大的螺旋桨尾涡结构会在尾流场中更早地引起湍动能增强. 展开更多
关键词 桨-舵干扰 舵几何参数 螺旋桨流场 尾涡演化 湍动能
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