航空器运行典型大气环境建模与仿真

发布时间：2017-08-22 04:10

  本文关键词：航空器运行典型大气环境建模与仿真

  更多相关文章： 气象仿真 工程建模 风切变 下击暴流 大气紊流

【摘要】：在航空器的制造和试飞阶段,飞行动力学仿真系统是其核心部分,其中气象环境仿真对飞行器的模拟飞行起着关键作用,而风切变和大气紊流又是主要影响飞机安全运行的大气环境。加强对这两种模型的仿真模拟研究,将对提高模拟飞行逼真度具有现实的重要意义。本文介绍了风切变、大气紊流的定义、特点以及对飞机运行的影响,然后利用工程建模的方法,对它们进行仿真建模研究分析。具体包括微下击暴流模型、各种阵风模型、以及大气紊流的相关模型。采用“1-consine”模型、三角模型和梯形模型分别对阵风进行仿真分析,并将“1-consine”模型与梯形模型巧妙结合,产生更合理的阵风模型。利用涡环建模法实现对下击暴流的模拟仿真,并根据结果图简单分析出该环境条件下大气风速的不同变化过程。本文还介绍了用来仿真大气紊流的两种数值模型——Dryden模型和Von Karman模型,并就其原理、建立过程以及不同之处进行了详细的分析。从工程实用性的角度,选择Dryden模型进行仿真实验,并验证建模的合理性。本文的最后利用某航空公司真实QAR数据,对其进行科学的提取和统计,运用统计学理论,计算出相关紊流参数,代入所设计的Dryden模型,得出大气紊流仿真图,得到了对模型的进一步验证,满足了模拟飞行对大气环境仿真的需求,具有一定的现实意义。
【关键词】：气象仿真 工程建模 风切变 下击暴流 大气紊流
【学位授予单位】：中国民航大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：V216.7;TP391.9
【目录】：

• 摘要5-6
• Abstract6-9
• 第一章 绪论9-14
• 1.1 研究背景及研究意义9-10
• 1.2 国内外研究现状10-11
• 1.2.1 国外研究现状11
• 1.2.2 国内研究现状11
• 1.3 本文主要研究内容及思路11-14
• 1.3.1 研究内容11-12
• 1.3.2 研究思路12-14
• 第二章 标准大气条件下的各气象要素14-24
• 2.1 大气的组成和结构14-15
• 2.2 基本气象要素15-16
• 2.3 国际标准大气的压强及密度16-24
• 第三章 风切变气象模拟仿真24-41
• 3.1 风切变根据风场的空间结构的分类24-25
• 3.2 低空风切变的表现形式25-27
• 3.3 低空风切变产生的条件27-29
• 3.4 低空风切变对飞行的影响29-32
• 3.5 低空风切变的强度标准32-34
• 3.6 风切变的工程化模拟34-38
• 3.6.1 涡环法建模原理34-35
• 3.6.2 仿真建模实现35-38
• 3.7 离散型突风仿真模拟38-41
• 第四章 大气紊流模拟仿真41-65
• 4.1 平稳随机过程的描述42-46
• 4.1.1 单变量随机过程的相关函数和频谱函数42-44
• 4.1.2 多变量随机过程的特性44-46
• 4.2 大气紊流模型的建立46-49
• 4.2.1 关于大气紊流的基本假设46-47
• 4.2.2 紊流相关参数的变化47-49
• 4.3 大气紊流模型49-55
• 4.3.1 Dryden模型49-53
• 4.3.2 Von Karman模型53-54
• 4.3.3 Dryden模型和Von Karman模型的比较54-55
• 4.4 大气紊流的数值仿真55-65
• 4.4.1 传递函数的生成55-56
• 4.4.2 白色噪音信号的生成56-57
• 4.4.3 滤波器参数的确定57-58
• 4.4.4 大气紊流信号序列的生成58-60
• 4.4.5 仿真结果的生成60-65
• 第五章 QAR数据仿真验证65-68
• 第六章 总结与展望68-70
• 6.1 本文工作总结68
• 6.2 本文工作展望68-70
• 参考文献70-73
• 致谢73-74
• 作者简介74

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本文编号：716955