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。     

不同下垫面资料对京津冀地区天气数值模拟影响的研究

本文通过引入高分辨率的土地利用数据与高分辨率的地形数据,利用WRF模式对京津冀地区进行了多次天气数值模拟,对比分析观测数据与数值模拟结果中的地面温度、相对湿度、风速风向及地表热通量等气象要素,以京津冀地区夏季晴天为例,初步分析了下垫面效应对天气数值模拟的影响。     

华北地区一次雷雨过程的分析和数值模拟

本文利用多种资料对华北地区一次雷雨天气过程进行了分析,并采用WRF中尺度数值模式对本次过程进行了模拟,同时对不同的起报时间、不同的嵌套方式等进行了敏感性试验。结果表明:(1)WRF模式较好地模拟出了雷雨发生的形势场、水汽条件和能量条件;(2)起报时间和嵌套方式对形势场预报影响不大;(3)三层双向嵌套和两层双向嵌套相比,对于降水偏大的情况有明显的改善。     

不同云微物理方案对飞机结冰气象条件预测评估分析（英文）

飞行安全在复杂气象条件下易受结冰影响而受到威胁。能够结合地形特征并准确预测结冰气象条件是保障飞行安全的重要因素。本文利用中尺度天气预报模型模式，以4种不同的云微物理方案组合对美国华盛顿山地区的两次结冰事件进行了数值模拟。结果表明：预测的液态水含量和温度与现有文献匹配较好，而Morrison方案组合在误差分析中表现最佳。此外，讨论了水平分辨率和云微物理方案对液态水含量和云中液滴平均有效直径预测的敏感性。由于地形所引起的垂直运动是产生云水的主要动因，较高的水平分辨率能够做出更为准确的预测。最后利用IC指数对结冰强度进行了分析，表明结冰严重程度具有明显的时空多变特性，以及对云微物理方案的敏感性。本文工作有望加强对云微物理方案的理解和认识，并为选择适合的云微物理方案进行结冰天气预测提供了依据。     

大连机场一次罕见的连续四天大雾低云过程分析

本文利用常规天气图、探空图和三维中尺度模式,对大连机场2011年6月29日到7月3日出现的连续4天的大雾低云天气进行分析,发现此次大雾低云过程发生同副热带高压的位置和强度变化密不可分:副热带高压中高层的下沉逆温对大雾低云天气的低层稳定层的产生和维持起到重要作用;同时它的西进北抬和东撤南退直接导致大连机场上游天气系统三次槽线东移,进而影响本场。近地面层的水汽辐合和弱冷暖气流交汇为大雾低云天气得以维持提供良好的水汽条件。     

不同边界层参数化方案对天津一次海陆风过程模拟对比分析

针对行星边界层物理组成多元,气象要素分布不均匀且特点复杂,选用WRF模式中4种运用广泛的行星边界层参数化方案(YSU、MYJ、ACM2、UW)进行数值模拟实验。结果表明:(1)4种方案均有效模拟出相关气象要素,且基于天津这一沿海城市成功模拟出海陆风;(2)4种方案原理上不尽相同,但是模拟结果中主体趋势都一致;(3)对于不同的下垫面,使用合适的方案可大大提高模拟精度;(4)目前的WRF模式还不能准确地模拟出小尺度风。     

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。     

结构静力试验边界条件的试验研究

本文对结构静力试验的边界条件模拟问题进行了初步分析,并通过对三种典型试验结果的分析,得出了刚度模拟是极其重要的结论。当模拟设备满足边界约束条件和刚度要求时,它将对试验件提供真实的载荷分布,体现了试验件和飞行器相邻部件之间的相互作用,得到代表真实情况的试验结果。对于无法模拟真实边界条件且边界条件对试验检验部位的影响较大时,应用飞行器的真实部件作为边界支持设备或进行组合部件试验,以消除边界条件的影响。     

台风天气下的航班运行控制研究

台风是地球上破坏力最强的天气系统,包含有影响飞行安全的所有气象要素。本文从台风的流场特点入手,分析了台风天气对起降航班和飞越航班的影响,研究了台风天气下的签派放行与运行控制策略。通过对精细化气象资料的运用和总结,得出了绕飞台风的正确路径和运行控制方案,提高了航空公司台风天气下的安全运行水平。     

基于随机有限元的导弹振动环境试验设计研究

针对传统方法制定出的试验条件余量未知的缺点,本文研究了基于随机有限元的导弹振动环境试验条件设计方法。首先,给出了研究方案。其次,为了使用基于传递特性方法预示振动响应,基于导弹梁模型,研究了自主飞行过程中外部气动噪声激励模式对动态响应传递特性的影响,确定了模拟导弹自由飞行过程的动态响应传递特性计算方法。最后,通过算例研究了使用随机有限元方法模拟结构偏差引起的结构动特性变异,并且对比了最高预示环境计算方法的传统方法和本文方法。研究发现,本文方法不仅可以考虑结构各偏差对动特性的影响,另外可以克服传统方法中余量可靠性未知的缺点。