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干扰板作用下飞机尾涡流场近地演变机理研究

2018-04-04魏志强李志远庄南剑温瑞英

武汉科技大学学报 2018年2期

魏志强,李志远,庄南剑,温瑞英

(中国民航大学空中交通管理学院,天津,300300)

飞机在飞行中产生的尾涡流场会影响跟随后机的安全。统计表明,绝大多数的尾涡遭遇事件发生在离地30~60 m的近地阶段,因此设计出相应的尾涡干扰措施可以加快尾流消散,提高飞行安全性和机场运行效率。

在近地阶段尾涡运动与消散机理方面有不少研究成果。 Holzäpfel等[1-2]采用数值模拟方法分析了近地尾涡在侧风扰动下的运动与消散规律。Proctor[3]采用大涡模拟(LES)方法研究近地尾涡发现,在侧风影响下当其中一个涡迅速衰减时,另一个涡的持续时间会大大超出典型的涡旋寿命范围。Barata等[4]利用随机过程的多项式混沌展开方法得到二维非定常N-S方程的随机解,用以模拟近地尾涡受到侧风时的运动分布。Sereno等[5]采用壁面射流方法来产生涡系结构,以分析尾涡流场中速度与应力分布规律。De Visscher等[6]基于大量的激光雷达测试数据和LES数值模拟数据,建立了可同时考虑地面效应和风速影响的近地阶段尾涡消散与涡核运动轨迹计算模>型。Jiang等[7]基于涡系之间的Rayleigh-Ludwieg相交不稳定性,提出通过构建四涡系统来加快尾涡的消散。Stephan和Holzäpfel等[8-10]采用混合数值模拟和现场实测两种方法,研究飞机进近与着陆过程中的尾涡演变,认为在跑道入口以外加装若干个等距排列的竖板,通过产生Ω型二次涡,可以加快进近与着陆阶段的飞机尾涡强度消散,并在法兰克福机场开展了相关现场测试与验证工作。

国内在近地尾涡数值模拟实验方面也有一些研究报道。谷……

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