基于SRTM数字高程模型的WRF低空风场模拟研究

针对复杂地形条件下的中小尺度的低空风场模拟受地形影响较大,特别是机场周围的低空风切变严重影响现代民航的飞行安全。文中提出利用WPSGeo Tiff、GRASS GIS等技术,将美国航空航天局和美国国防部国家测绘局联合提供的精度为90 m(30s)的SRTM(Shuttle Radar Topography Mission)高精度数字高程数据Digital Elevation Model(DEM)替换到中小尺度数值预报模式Weather Research and Forecasting Model(WRF)中。通过对北京2013年3月9日一次大风天气的模拟,检验SRTM DEM数据对WRF风场模拟精度的影响。模拟结果表明新引入的SRTM DEM数据更真实地反映了北京地区的地形高度特征,尤其是地形复杂区域的高度特征。同时由于高度信息误差的减小,增强了WRF模式在北京地区复杂地形条件下的风场模拟能力。     

新津机场一次低空风切变天气过程研究

低空风切变是造成飞行事故的主要原因之一。在新津机场现有的低空飞行训练中,低空风切变的预警和预报尤为重要。本文对四川新津机场2013年8月19日出现的一次低空风切变天气过程,通过多普勒天气雷达资料、机场及机场附近区域的常规探测资料和地面自动观测数据进行分析,发现此次低空风切变天气过程符合中尺度对流系统产生的阵风锋的结构特点。     

厦门机场低空风切变产生的地理成因分析

厦门机场航班飞行遭遇低空风切变的频次较高,危及飞行安全。产生风切变的原因主要有两大类,一是大气运动本身的变化,一是地理、环境因素。本文着重分析因厦门机场地理环境及环境变化导致风切变产生的原因。     

九黄机场风切变与湍流探测研究

九黄机场的动力乱流、热力乱流和低空风切变出现的机率比平原地区要高,强度也较大;机场地面风的变化较为复杂,风的阵性强和地方性明显,有显著的季节变化和日变化。本文比较了机场终端区域风切变和湍流探测的方法,并根据九黄机场的特点,研究了该机场终端区域风切变探测的方法。     

一次罕见的雷暴高压引起洛阳机场风切变过程浅析

利用气压场、风场、雷达资料,对洛阳机场出现突发性风切变做一浅析,以便当洛阳机场周边有雷暴时,对洛阳机场突发性大风切变天气的预报提供一些借鉴。     

飞机穿越微下击暴流风切变的智能控制

在应用模糊逻辑建模与辨识方法建立微下击暴流风切变模型的基础上，根据恒定俯仰姿态改出微下击暴流的飞行引导策略，提出了一种改出微下击暴流风切变的模糊反馈控制系统，并将遗传算法应用于该模糊逻辑控制器的设计。结果表明，本文提出的建模方法能够更真实地反映出飞机穿越微下击暴流风场的动态特性；采用模糊逻辑控制器，可使得飞机在穿越微下击暴流风场时具有较好的改出性能；另外，遗传算法的应用对已设计的模糊逻辑控制器进行了优化，进一步改善了飞机穿越微下击暴流的性能。     

着舰过程中风切变对PIO的影响

研究了舰尾风场作用下的舰载机着舰安全性问题。建立了风切变影响下的舰载机模型，研究了风切变在舰载机着舰过程中对驾驶员诱发振荡（Pilot Induced Oscillation, PIO）的影响，研究了重新构型的舵机速率限制器在舰尾风场环境中对PIO的抑制作用。仿真结果表明，舰载机在着舰下滑过程中风切变对PIO的影响有限，但会使舰载机突然出现短暂的“点头”现象，导致驾驶员以高增益操纵飞机，造成作动器速率达到饱和，从而诱发PIO。采用带反馈及旁通的舵机速率限制器与速率限制器前置滤波器相配合，对由飞机操纵系统中的非线性特性引发的PIO有较好的抑制效果。     

飞机着陆进近穿越风切变的轨迹响应

大气紊流和风切变对飞行活动影响较大,尤以低空风切变危害最大,严重威胁着民航飞行的安全。鉴于飞行器对抗大气扰动的实际能力有限,正确的飞行对策是回避或改出危险的大气扰动区。本文对某训练飞机着陆进近遭遇风切变时飞机轨迹的变化进行了模拟仿真计算。结果表明,采用恒定迎角策略,即采用最大允许迎角（抖动迎角）和最大油门时,改出效果最佳。同时计算出了某训练飞机在水平风为0时,所能抵抗的最大垂直阵风强度;以及在垂直阵风为0时,所能抵抗的最大水平风强度。     

直升机三轴增稳改善风切变作用下的飞行品质

探讨了在风切变作用下，带有增稳系统的直升机数学模型的建立；并按国家军标军用直升机飞行品质规范的要求，采用了线性风切变的模型；研究了在正常和恶劣风切变环境下，在海平面悬停状态、前飞状态μ＝０．１，０．２５及前、后重心的情况下，计算自然直升机和带增稳系统直升机的特征根，并进行了等级评定。计算、分析、评定的结果表明，在低空风切变的作用下，带有增稳系统的直升机，除个别长周期模态外，均满足军用直升机飞行品质规范在正常和恶劣两种环境下的等级要求     

城市冠层方案对北京地区天气模拟影响的研究

快速的城市化进程极大改变了城市地区土地地貌,会导致陆气间能量交换,进而影响局地天气。本文通过使用WRF模式中内置的城市冠层方案来模拟北京地区城市化发展对天气的影响。模拟结果表明,使用更加真实的城市冠层方案能明显提高模式对该地区天气的模拟效果,较为真实地反映出北京地区的风场及温度场特征。     

九黄机场航空气象特点

利用九黄机场近几年飞行和天气资料,分析了影响机场的主要天气的特点,结果表明:九黄机场的动力乱流、热力乱流和低空风切变出现的机率比平原地区要多,强度也较强;机场地面风的变化较为复杂,风的阵性强和地方性明显,有显著的季节变化和日变化;机场一般在10月下旬进入雪、霜的多发期,会产生比较多的跑道积雪和积冰现象,直到次年的5月结束;机场附近的深沟内形成低云抬升,向跑道移动,在跑道上形成大雾,这种雾的特点是来去快、反复多次,形成、消散时间随季节变化;九黄机场雷暴主要出现在夏、秋季(4至10月)。雷暴有很明显日变化,下午至傍晚出现多。     

宁波机场一次高架雷暴天气过程分析

利用宁波机场观测资料、多普勒雷达产品和NCEP/FNL再分析资料对2020年11月19日宁波地区发生的一次伴随人工增雨作业而产生的雷暴天气过程进行分析，结果表明：（1）此次过程是一次典型高架雷暴天气，宁波处在地面冷锋后部200-300 km处，低空西南暖湿急流强迫抬升是主要的触发机制。（2）虽然对流有效位能CAPE值等于0 J·kg-1，但是0-6 km深层垂直风切变超过30 m·s-1，为强垂直风切变，有利于强对流天气维持和发展。探空曲线呈“上干下湿”配置，湿层厚度增加，配合上下层弱的切变辐合，较易诱发中尺度对流复合体MCS。（3）雷达回波有明显的“列车效应”，其特征可以较好地反映降水情况，宁波机场出现中等强度以上的雷雨天气，雷达回波强度达到45 dBz以上。     

水泥工厂窑尾塔架风荷载风洞试验研究

为获得窑尾塔架在实际风场下的真实风荷载,本文通过风洞实验对水泥厂窑尾塔架在大气边界层流场中的风荷载进行了研究,并详细介绍了风洞试验中的风场模拟、模型设计、测量方法和数据处理方法。试验结果合理可靠。本研究为实际窑尾塔架的结构设计提供了更真实的风载系数并为水泥厂窑尾塔架的优化设计,减少工程造价提供了详实的依据。     

下击暴流出流段非稳态风场的大气边界层风洞模拟

为在风洞实验室中实现大尺度下击暴流出流段风场模拟，基于平面壁面射流方法，设计制作了一套下击暴流出流段非稳态风场的模拟装置。通过增加壁面射流喷口及风机，得到下击暴流的水平平均风速竖向剖面。采用快开阀门形成非稳态的突变风场，与安德鲁斯空军基地下击暴流实测数据对比，对模拟装置进行了验证。结果表明:设计的基于壁面射流的下击暴流模拟装置能够有效模拟下击暴流出流段风场；在稳态条件下，装置能够形成较为均匀的二维平面壁面射流流场，在完全发展区域，能够得到与典型下击暴流竖向平均风速剖面较为吻合的结果；采用非稳态的壁面射流装置，能够得到非常接近实际下击暴流的时变平均风速。     

宁波机场一次脉冲风暴天气过程分析

本文利用常规天气资料、自动气象站资料、宁波机场自动观测资料和NCEP再分析资料,对2018年7月26日发生在宁波机场及附近的伴冰雹脉冲风暴天气过程进行分析,结果表明:在高层东风波、强对流不稳定能量和较弱的垂直风切变条件下,脉冲风暴由中尺度辐合线激发生成。宁波机场地面至对流层顶湿度较好,对流有效位能为2 794 J·kg~(-1),低层暖平流、高层冷平流配置增加了气层的不稳定性,利于有组织的强对流风暴的产生和发展。     

新型碳纤维格栅夹层结构模拟研究

新型飞行器机体构件的设计要求在所允许的有限重量下实现结构超轻型化。格栅夹层结构是当前国际上最有前景的新一代材料结构之一,已开始应用于航天结构。为分析三角形点阵格栅结构的受力性能,本文通过解析分析,用连续体模型模拟平板状格栅结构,得到各种不同尺寸下格栅结构的解析通解。经与ABAQUS有限元软件模拟试验对比,这种方法可将误差控制在较小范围内。与在相同重量条件下传统的蜂窝夹层结构相比较,进行三点弯曲模拟试验,三角形格栅结构具有更高的抗弯性能。     

飞机在风切变场中的危险性评估及预警时间的确定

对飞机在风切变场中的危险性评估及预警时间的确定进行了研究。基于能量有概念,从飞机六自由度非线性方程出发,导出了比能量变化率和危险因子的完整表达式,通过灵敏度分析和仿真计算,描述了各个风矢量对能量的影响,为设计风切变探测器提供了理论依据。文中还用灰色系统理论分析了危险因子民实际之间的关系,证实了环境风场的危险程可用危险因子来判断的结论,并通过仿真飞机穿越几种不同风场时,不同的预警时间与飞机能耗的关     

基于火箭橇的低空大动压舵系统试验验证

针对某型飞行器电动舵系统在低空大动压情况下出现舵面不跟随的情况,设计了基于火箭橇的地面试验验证方法。火箭橇是所有地面动态模拟试验中最能逼近真实飞行环境和置信度最大的一种试验手段。本文对试验方案含火箭滑车、飞行器和测试测量方案进行了说明,最后对试验结果进行了分析说明。试验结果表明,基于火箭橇的地面试验能够真实模拟空中工况,对低空大动压舵系统的攻关验证起到了关键作用。     

宁波机场一次强雷暴天气过程诊断分析

本文利用常规观测资料和NCEP/FNL再分析资料对2017年8月25日宁波机场的一次强雷暴天气过程进行诊断分析,结果表明:(1)中低层切变线和地面冷锋是影响此次雷暴的主要天气系统。(2)低空的辐合配合高空辐散为雷暴发生提供有利的动力条件。(3)大气层结的不稳定及低层不稳定能量输送为雷暴发生提供有利热力条件。(4)水汽分布具有下湿上干的垂直结构,水汽和上升运动区配合进一步加强不稳定能量的积聚。     

机场

中国低空开放将催生大批通用机场第9届中国国际航空航天博览会11月18日在珠海落幕。在此期间,中外多家公司接连宣布要在中国建一批通用机场和飞行服务站。航展期间,中国国家空管委办公室空管局副局长马欣先后两次披露,2010年底启动的低空空域改革明年将在全国铺开,通航审批手续将大大简化。这一消息鼓舞了中国通用机场和通飞服务站市场的开拓者。