专栏丨不稳定大气飞机尾涡演化分析与预测研究

空气动力学学报 2025年04月08日 09:43 四川

李瑞鑫, 许春晓*, 黄伟希, 赵立豪, 崔桂香

清华大学 航天航空学院，北京 100084

引用本文：李瑞鑫, 许春晓, 黄伟希, 等. 不稳定大气飞机尾涡演化分析与预测研究[J]. 空气动力学学报, 2025, 43(1): 105−120. 

DOI:  10.7638/kqdlxxb-2024.0174

 研究背景 

飞机尾流间隔是制约机场飞机起降效率的重要因素。目前最新的RECAT-CN标准，仍然是一种静态尾流标准，尾流间隔设置较为保守。为了进一步缩短尾流间隔，提高机场起降效率，需要发展一种动态尾流间隔预测系统，根据起降时的大气条件和前后机类型，实时预测前后机需要的尾流间隔。而不稳定大气中尾涡消散更快，需要保持的尾流间隔更短，对于机场提升效率有重要帮助。 

研究创新点 

利用大涡模拟方法和自适应网格技术，分别从近地面、高空和两者间的衔接区域三个高度范围出发，对不稳定大气中尾涡演化情况进行了仿真分析。系统分析了不同风速和稳定度条件对尾涡演化的影响。本文针对不同高度范围提出了相应的预测方案：针对近地面，以风速和稳定度建立了大涡模拟数据库，由此可以根据实时天气条件，插值得到尾涡演化情况；针对高空，对现有表现较好的TDAWP模型进行了改进，引入了湍动能的影响，并拓展到不稳定大气的情况；针对两者的衔接区域，采用将模型结果与数据库插值结果拼接组合的方案。

团队近期工作 在上述尾涡演化预测方案的基础上，发展尾涡对后机影响的评估方案，从而确定应采用的尾流间隔，形成一套完整的动态尾流间隔预测系统。利用机场提供的航班信息和大致的天气情况，进行模拟运行，并与实际运行结果进行对比。
（以上相关图的出处详见原文）

编辑排版：李  璐  

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