基于湍流涡模型的气动光学效应影响参数分析

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桥梁涡激振动及气动外形影响的数值模拟

桥梁涡激振动及气动外形影响的数值模拟桥梁作为连接两岸的重要交通工程，一直是工程学和运输学研究的热点之一。

其中，桥梁的涡激振动和气动外形影响是一个重要的研究方向。

本文将通过数值模拟的方法，从桥梁涡激振动和气动外形影响两个方面进行探讨，以期为桥梁工程提供理论依据和设计指导。

一、桥梁涡激振动的数值模拟涡激振动是指涡流在结构表面产生的振动现象，这种振动会给桥梁结构带来损害，并且会影响桥梁的安全性和使用寿命。

因此，研究桥梁涡激振动是十分必要的。

首先，我们需要建立桥梁的数值模型，包括桥梁的几何结构和材料性质等。

然后，我们需要在数值模型中考虑涡流对桥梁的作用，进而模拟涡激振动的发生和发展过程。

最后，我们可以通过数值模拟的结果，分析桥梁结构的受力情况，评估其抗涡激振动能力，并对其结构进行优化设计。

二、桥梁气动外形影响的数值模拟桥梁在风场中会受到风载的作用，而风载又受桥梁的外形影响。

因此，研究桥梁的气动外形影响也是十分重要的。

首先，我们需要对桥梁的气动外形进行数值模拟，考虑桥梁在风场中的受力情况。

然后，我们可以通过数值模拟的结果，评估桥梁的抗风能力，找出桥梁在风场中的薄弱环节，并对其结构进行合理的设计和改进。

三、桥梁涡激振动和气动外形影响的综合分析桥梁涡激振动和气动外形影响是相互联系、相互制约的。

因此，我们需要将两者进行综合分析，找出二者之间的内在联系，并对桥梁结构进行整体的设计和改进。

在进行综合分析时，我们需要对桥梁的数值模型进行整合，综合考虑涡激振动和气动外形的影响。

然后，我们可以通过数值模拟的结果，评估桥梁在风场中的受力情况，找出桥梁的薄弱环节，并提出相应的改进措施。

最终，我们可以得出桥梁在涡激振动和气动外形方面的优化设计方案。

四、结语桥梁涡激振动和气动外形影响的数值模拟是一个复杂而又重要的研究课题。

通过数值模拟，我们可以更加深入地了解桥梁的结构特性，并对其进行合理的设计和改进。

随着计算机技术的不断发展，数值模拟在桥梁工程中的应用将会更加广泛，为桥梁的设计和施工提供更加可靠的理论依据。

大气光学湍流对光电探测器性能的影响

级 [12]; 一天
24
h
冬季
2
CH 的值略大于夏季的值,而在夜
晚时分,这种差距更为明显O 风速 Ve 一般也表现出较强的昼夜变化特点,白天的风速略大于夜晚值,其峰值主要出现在午后, 最小值则出现在日出前后时段O
2
对冬 ~ 夏季的 CH 和 Vw 分别进行相关性分析 , 其相关性系数为 0.77 和 0.88, 这表明海边大气光学湍流强
!0
arccos -
0
0
1-( / 0 )2 !! 0 其他
(8)
其中对于非相干成像系统,截止频率 0 =D/ 0
# 实验和计算结果
2
实验中 Cn 的测量采用自行研制的多波长激光闪烁仪 [10], 水平传输距离为 1 000 m, 光路高度约 5 m0
测量风速的仪器为加拿大 Campbell 公司的 CSAT3 超
(4)
Cn0 h 稳定
而沿路径 L 的斜程横向相干长度 0 表示为:
(1) 探测器在地面,目标位于高度 H<向上搜索>
0=
2
1.46k sec
H
2
Cn <h>
H-h H
0
-3/5 5/3
dh
(5a)
(2) 探测器在高度 H,目标位于地面<向下搜索>
-3/5
H
5/3
!
0=
21.46k sec2Cn <h>
1 e
(6)
fit
式中: = 为函数拟合0 因此,湍流受限的分辨率为:
= turb 2 PSF=0.21 Reff !!!!!!!!!!!!!!!!!!!(7)

高速流场气动光学效应评价方法研究

第３８卷第５期
２１５月０Ｉ年
光电工程
ＯｐｏＥｌｃｒｎｃＥｎｉｅｒｎｇｔ — ｅｔｏｉｇｎｅｉ
Ｖｂｌ３ＮＯ．＿８．５
Ｍａ２０１ｙ，１
文章编号：１０ — ０Ｘ（０１０ — ０１００３５１２１）５０２ — ９
．＿＿＿
ＩＣｊ
同
速ＬＩ光学效应评价方法研究流场气Ｉ＾，动
李波，刘洪
（上海交通大学工程力学系，上海２０４０２０）
摘要：针对高速流场的气动光学机理研究，从流场的角度提出了高速流场气动光学效应的评价方法，并进行实际应用。首先基于光线追迹法的折射原理推导出表征流场的气动光学特性偏折因子，然后采用统计理论对时均流场
的偏折因子与脉动流场的偏折因子脉动进行流向与法向的平面稳定性分析，最后综合时均与脉动流场的偏折因子
平面稳定性联合建立高速流场的气动光学效应评价指标。通过在尖劈模型上的应用，结果表明时均流场的气动光学效应主要由激波造成，脉动流场的气动光学效应主要由近壁面湍流边界层造成；入射光与光学窗口成近４。５角
Ａｂｔａｔｓｒｃ：Ａｎａｒ — ｐｉａｖｌａｉｎｍｅｈｄｗａｒｓｎｅｏｈｎｅｔａｉｎｏｉｈｓｅｄｆｏＳａｒ — ｐｉａｅｏｏｔｌｅａｕｔｏｔｏｓｐｅｅｔｄｆｒｔｅｉｖｓｉｔｎｈｇｐｅｗ’ ｅｏｏｔｌｃｇｏｌｃ

基于涡球模型的湍流气动光学效应预测方法

史可天。汉东马
（中国航天空气动力技术研究院，北京１０７）００４
摘要：气动光学效应工程预测中通常采用的ＲＮＳ方法无法提供流场涡结构的细节，因而难以模Ａ
拟脉动结构对光学传输的影响。改进了一种基于涡球模型的随机相位屏方法，根据流场的统计平均
中图分类号：Ｖ１２ｌ文献标志码：Ａ文章编号：１０ — ２６２ｌ）６１０一４０７２７（０２０ — ４ｌ０
Ｐｒｄｉｔｏｆａｒ－ｐｉａｆｅｔｎｔｒｕｅｃｓｄｏｅｃｉｎｏｅｏｏｔｃｌｅｃｓｉｕｂｌｎｅｂａｅｎｔｅｓｅｅｖｒｅｏｅｈｐｈｒｏｔｘｍｄｌ
ｗａｍｐｏｅｓｉｒｖｄ，ｗｈｃｓｓｓｈｒｉｉｆｒｎｉｍｅｅｄｄｎｓｔｏｓｍｕａｅｔｅｉｓａｔｎｏｓｖｒｅｉｈｕｅｐｅｅｗｔｄｆｅａｅｕｏｘ．ｈｎｈｔＴｈｉｒｖｍｅｔｏｎｃｓｈｅｐｅｅａａｅｅｓｅｍｐｏｅｎｃｎｅｔｔｓｈｒｐｒｍｔｒｗｉｔｅｏａｃａａｔｒｓｃｆｈｅｌｏｈｔｈｌｃｌｈｒｃｅｉｔｏｔｆｗｆｅｄ．Ｆｏｉｉｌｓｒ
实际。对可压缩剪切层流场光学畸变模拟的结果表明：改进后的随机相位屏方法得到的光学畸变程度与光强直接积分结果更为一致，对原始方法，算精度有明显的提高。相计

大气湍流对航空光电侦察图像质量影响因素分析

大气湍流对航空光电侦察图像质量影响因素分析
吴雄雄;王惠林;宁飞;张文博;刘吉龙;王明超
【期刊名称】《应用光学》
【年(卷),期】2022(43)1
【摘要】大气湍流效应是严重影响航空光电侦察系统图像质量的重要因素之一。

从大气湍流参数描述出发,研究了大气湍流对光学系统成像质量的影响机理,分析了大气湍流影响光学系统调制传递函数(modulation transfer function,MTF)的影响因素,建立了大气湍流影响光学系统成像MTF的理论模型。

仿真结果表明,在大气湍流影响下,光学系统光瞳口径与大气相干直径的比值对光学系统成像MTF影响较大。

通过光学系统地面外场实验图像测试对比,验证了实际光学系统受到大气湍流影响后的成像MTF理论模型。

研究结果可为大气湍流影响下的航空光电侦察系统设计及提升其成像质量提供理论支持。

【总页数】8页(P1-8)
【作者】吴雄雄;王惠林;宁飞;张文博;刘吉龙;王明超
【作者单位】西安应用光学研究所
【正文语种】中文
【中图分类】TN205
【相关文献】
1.大气湍流对红外探测器光电性能影响的研究
2.影响光电侦察系统目标定位精度因素分析
3.航空侦察图像质量评估的适用方法分析
4.大气折射和湍流对光电测距精度的影响及其对策
5.航空光电侦察图像质量影响因素分析
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气象测绘中的大气湍流影响与校正方法解析

气象测绘中的大气湍流影响与校正方法解析引言：气象测绘是研究大气现象的科学领域，通过观测和记录天气条件、气候模式和气候变化以及其他与大气有关的参数，从而帮助我们理解和预测天气情况。

然而，大气湍流是一种不可忽视的因素，它对气象测绘的精确度和准确性产生着重要影响。

本文将解析大气湍流的影响以及相应的校正方法。

一、大气湍流的概念与特征大气湍流是大气中流速和温度等物理量的不规则、随机的空间和时间变化。

它是由于地表和大气层之间的动量和能量交换而产生的。

大气湍流的特征包括涡旋、旋涡、不规律性和随机性。

这种不可预测性使得气象测绘中的精确度存在困难。

二、大气湍流对测绘结果的影响1. 测量仪器性能：大气湍流会对测量仪器的工作稳定性产生影响，使得测绘结果具有一定的误差。

例如，它会导致测量传感器的抖动，进而影响气温、湿度以及风向风速等参数的测量准确性。

2. 数据采集和处理：大气湍流使得气象测绘中的数据采集和处理变得复杂。

传感器在不同位置和时间的测量值会出现明显的差异，这导致了数据的不一致性和不可靠性。

因此，需要进行相应的数据处理和校正。

三、大气湍流校正方法1. 模型模拟：基于数学模型来模拟大气湍流现象是一种较为常见的校正方法。

通过收集气象数据并结合统计推断和计算流体力学原理，可以建立适当的模型来预测和校正大气湍流的影响。

这种方法具有一定的可行性，但在实际应用中仍存在一定的限制。

2. 传感器技术改进：改进和更新测绘传感器的技术是另一种校正大气湍流的方法。

例如，采用更灵敏的传感器和传感器阵列来提高测量的空间分辨率和时间分辨率，从而减小大气湍流对测绘结果的影响。

此外，使用先进的数据处理算法和技术，可以提高数据精度和准确性。

3. 参考站点矫正：通过选择并设置合适的参考站点来校正大气湍流的影响。

参考站点应具有代表性，在地理分布、气候特征和观测仪器等方面与目标站点相似。

通过收集参考站点和目标站点的数据进行对比和校正，可以减小大气湍流对测绘结果的影响。

大气光学湍流廓线估算和预报方法研究的开题报告

大气光学湍流廓线估算和预报方法研究的开题报告一、选题背景大气光学湍流是影响光学成像和通信系统性能的重要因素。

它由于大气环境不断变化、温度、湿度等物理参数不同，在不同高度间形成湍流层，导致成像系统中的光线发生弯曲和扭曲。

因此，湍流效应对于理解和调节光学系统性能至关重要。

目前对于湍流效应的研究大多依赖于直接测量方法，但是这种方法的精度和时间分辨率均受到一定限制。

因此，基于大气光学湍流的廓线估算和预报方法研究是非常有必要和应用前景广泛的。

二、研究目的本项研究旨在开发和应用一种新的方法，通过分析大气光学湍流的物理模型和现有数据，建立一种基于光学廓线的湍流预测模型。

该模型将考虑多种环境因素，包括大气温度、湿度、风速及其相关统计特性等，以实现基于大气光学湍流的精确测量和预报。

三、研究内容和方法本研究将分为以下两个阶段：1. 理论建模阶段在该阶段，我们将开发一种基于物理原理的光学湍流模型，该模型将考虑不同物理参数的影响，包括大气温度、湿度、风速及其相关统计特性等。

2. 实验验证阶段在理论建模完成后，我们将应用现有大气光学湍流数据进行实验测试，验证该模型的准确性和可行性。

同时，我们将对已有数据进行分析，并使用结果优化和改进该模型。

四、预期结果和意义该研究的预期结果和意义包括：1. 建立一种基于光学廓线的湍流预测模型，该模型可以便于调整光学成像和通信系统设计，以解决由湍流效应造成的问题。

2. 为了解大气湍流行为提供一种新的方法，为相关领域的研究提供更多的数据支持。

3. 为了解决湍流效应引起的信号失真和通讯影响问题提供有力支持，为未来的科研和发展提供参考。

5、研究计划及时间安排项目时间：2021.9-2024.9年度任务计划第一年：1. 理论模型研究和初步测试；2. 采集和整理大气光学湍流数据；3. 论文撰写和发表。

第二年：1. 进一步改进和优化模型；2. 更多实验测试，以获得更准确的数据；3. 论文撰写和发表。

第三年：1. 计算模型的误差分析；2. 对模型进行改进和优化；3. 论文撰写和发表。

气动光学传输效应对星图影响的仿真研究

波波前发生畸变，生偏移、糊、动和能量衰减等气动光产模抖
学效应。星图识别是星光制导的关键算法之一，本质是利其用光学图像进行识别。对使用星光导航的高超声速飞行器，
ｓａｉｔｓｏｔｓＴｅｉｆｅｃｆｔｅｂｕｒｎｎｈｆｎｎｔｅｓａｍａｅｗａｅｃｉｅ．ｈｎｕｎｅｆｔｒｕｅｔｏｔｔｉｐｉ．ｓｃｃｈｎｕｎｅｏｌｒｇａｄｓｉｉｇｏｈｔｒｉｇｓｄｓｒｂｄＴｅｉｆｅｃｓｏｂｌｎｗｌｈｉｔｌｕｌｆｉｄｃｕｅｅｐｃｉｌｙｄｆｒｎｅｌｇｈｄｉｉｅｃｎｌｓｆｌａｓｄｒｓｅｔｅｙｂｉｅｅｔｖｎｔｓｎｃｄｎｅａｇｅｒｏｏｅｒｕｈｓｍｕａｉｎｅｖｆｗａｅａｎｗｅｅｃｍｐｒｄｔｏｇｉｌｔ．ｈｏＫｅｒｓｅｏｏｔａｆｃｓｔｒｓｎｏ；ｉｇｉｔｒｏｙｗｏｄ：ａｒ —ｐｉｌｅｔ；ｓａｅｓｒｍａｅｄｓｏｔｎ；ｐｉｔｐｅｄｆｎｔｎｃｅｉｏｎｒａｃｉｓｕｏ
第１９卷第２０期
Ｖｏ．９１１Ｎｏ２．Ｏ
电子设计工程
ＥｌｃｒｎｃＤｅｉｎＥｎｇｎｅｉｇｅｔｏｉｓｇｉｅｒｎ
２１年ｌ０１０月

大气湍流特性参数的观测与分析

大气湍流特性参数的观测与分析大气湍流是指大气中不断变化的涡旋运动，是一种无序、混沌的运动形式。

研究大气湍流的特性参数对于气象预报、气候变化以及空气污染等方面具有重要意义。

本文将从不同角度对大气湍流特性参数的观测与分析进行探讨。

一、湍流特性参数的定义和意义湍流特性参数是描述湍流运动的基本指标，包括湍流强度、湍流能量谱、长度尺度等等。

这些参数可以帮助我们了解湍流现象的产生和发展规律，进而预测气象变化以及研究污染物扩散等问题。

二、湍流特性参数的观测技术1.风廓线雷达观测技术风廓线雷达是现代大气观测的重要工具，它可以通过测量大气中杂波的回波强度和多普勒频移，获取大气中的风场信息。

通过风廓线雷达观测，我们可以得到湍流强度、切向风速等参数，从而揭示湍流运动的特征。

2.雷达散射技术雷达散射技术可以通过测量大气中回波信号的散射强度和相位差，获得湍流强度、相关时间尺度等参数。

这种技术可以应用于不同高度层次的湍流观测，为预测和研究湍流现象提供了重要数据支持。

三、湍流特性参数的分析方法1.小波分析方法小波分析是一种将时间序列分解成不同频率和时域分量的方法，可用于湍流信号的分析。

通过小波分析，我们可以了解湍流运动在不同尺度上的分布和变化情况，进而研究湍流能量的转移和传输机制。

2.时空相关性分析方法时空相关性分析方法是通过计算湍流信号在时空上的相关系数，来研究湍流特性参数之间的关系。

通过这种方法，我们可以揭示湍流运动的内在规律，并探索湍流发展的模式和机制。

四、湍流特性参数的应用1.气象预报湍流特性参数的观测与分析可以提供风场的详细信息，为气象预报提供重要依据。

通过对湍流特性参数的监测，可以准确预测大气中的湍流现象，为防灾减灾提供科学支持。

2.空气污染研究湍流对空气污染物的扩散和输送具有重要影响。

通过观测和分析湍流特性参数，可以了解湍流的时空分布特征，进而研究空气污染物在大气中的传输规律，为空气质量监测和治理提供科学依据。

基于大气湍流的光学成像系统性能研究

基于大气湍流的光学成像系统性能研究随着科技的不断进步，光学成像系统在现代生活中的应用越来越广泛。

然而，由于大气湍流对光传输的影响，光学成像系统的性能往往会受到限制。

因此，人们对于基于大气湍流的光学成像系统性能进行研究成为了一个热门的课题。

大气湍流是指大气中因温度、压力和湿度等参数的不均匀性所引起的气流的不规则运动。

这种运动往往会导致光的传输受到湍流涡旋的扰动，使光的传输路径发生弯曲、偏移和增加相位差等现象，从而影响光学成像系统的成像质量。

为了研究基于大气湍流的光学成像系统性能，科学家们采取了多种手段和方法。

其中，一种常用的方法是通过数值模拟进行研究。

科学家们根据湍流的运动特性，建立了合适的数学模型，利用计算机进行模拟计算，得到了光学传输路径的扰动情况，从而研究光学成像系统的成像质量。

这种方法具有灵活性强、成本低等优点，可以帮助科学家们更好地理解大气湍流对光学系统的影响。

另一种常用的方法是通过实验研究。

科学家们利用气象球、激光测风仪等仪器设备，对大气湍流进行实时监测和测量。

通过这些实验数据，科学家们可以获得大气湍流的运动特性和变化规律，进而研究光学传输路径的扰动情况。

这种方法具有直观性强、可靠性高等优点，可以为实际应用提供可靠的数据支持。

基于大气湍流的光学成像系统性能研究不仅仅可以帮助科学家们更好地了解大气湍流对光学系统的影响，还对于提高光学成像系统的成像质量具有重要意义。

在军事、遥感、天文等领域，光学成像系统常常需要在复杂的大气湍流环境中工作。

如果能够深入研究大气湍流对光学系统的影响，并根据研究结果进行系统优化和改进，就可以显著提高光学成像系统的成像精度和稳定性。

值得注意的是，基于大气湍流的光学成像系统性能研究还面临一些挑战和难题。

首先，湍流现象十分复杂，涉及的参数和变量众多，研究难度较大。

此外，湍流的运动特性和变化规律也存在一定的不确定性，对于系统性能的研究提出了一定的挑战。

因此，科学家们仍然需要继续努力，开展更深入、更广泛的研究，为基于大气湍流的光学成像系统性能提升提供更为有效的解决方案。

湍流大气中涡旋光束拓扑荷对焦面光强的影响

湍流大气中涡旋光束拓扑荷对焦面光强的影响赵贵燕，张逸新*（江南大学理学院，江苏无锡，214122）摘要：采用数值模拟的方法研究了拓扑荷在大气湍流倾斜、散焦、象散三种低阶像差中所起到的作用。

结果表明：对于倾斜和散焦两个低阶像差，随着拓扑荷的增加，光束维持中心暗斑的鲁棒性越来越强；但是，湍流强度变化对焦面光强分布形状的影响仍很小，因而拓扑荷对湍流散焦的影响可以忽略。

对于湍流象散像差，拓扑荷对为偶数和奇数时，对光强分布的影响有不同的规律：当拓扑荷为奇数时，光束中心为暗斑，随着拓扑荷的增加，光强的峰值减小，光束扩展；而当拓扑荷为偶时，光束中心出现亮斑，取代了原有的中心暗斑，且光强分布趋向于高斯分布。

关键词：涡旋光束，湍流大气，拓扑荷，低阶湍流中图分类号：O439.The effects of topological charge of vortex beams propagating inturbulent atmosphereZhao Gui-Y an, Zhang Yi-Xin(School of Science, Jiangnan University Wuxi 214122 China）Abstract: The normalized averaged intensity distributions, in image plane, of the beam under the tilt aberration, defocus aberration, and astigmatism aberration are investigated by numerical calculation. Our results show that for tilt and defocus aberrations, with the increase of the topological charge, the robustn ess of the beams increase. However, the effect of the turbulent on the distribution of the beam is very insignificant, so the effect of the topological charge on the two aberrations can be ignored. For the astigmatism, it’s quite different from the other two aberrations. When the number of topological charges is odd, there still a hollow in the center of the beam, and as the increase of the topological charge, the intensity of the beam decreases, and the beam spreads; while for the beams with an even topological charges, there’s a bright spot in stead of the hollow.Key words: vortex beam, turbulent atmosphere, topological charge, low-order aberration.基金项目：上海市科学技术委员会科研计划项目(课题编号：08dz1400700)。

涡桨飞机螺旋桨滑流气动干扰效应分析

涡桨飞机螺旋桨滑流气动干扰效应分析涡桨飞机是一种具有双发动机和螺旋桨的飞机设计。

在这种设计中，每个发动机驱动一个螺旋桨。

这种设计特点使得涡桨飞机在低速和垂直起降时具有出色的悬停能力和垂直起降能力。

然而，涡桨飞机的螺旋桨在运行过程中会产生气动干扰效应，该效应会对飞机的性能和控制产生一定的影响。

首先，螺旋桨的旋转会产生气动湍流，这种湍流会影响涡桨飞机的升力和阻力特性。

湍流会导致螺旋桨表面的风阻增加，从而使得整个飞机的阻力增加。

这意味着涡桨飞机在飞行过程中需要更多的推力来维持飞行速度。

此外，湍流还会对飞机的升力产生一定的影响，减小飞机的升力系数。

因此，涡桨飞机在低速飞行和垂直起降时，需要更大的升力才能维持飞行稳定。

此外，螺旋桨旋转产生的气动湍流还会影响涡桨飞机的操纵性能。

湍流会导致涡桨飞机的尾部气流产生扰动，影响飞机的稳定性和操纵响应。

这种扰动会对飞机的方向稳定性和操纵力产生一定的影响，使得涡桨飞机在操纵过程中需要更多的操作来维持飞行姿态。

此外，湍流还会对飞机的操纵面产生影响，使得操纵面的效率降低，并且增加了操纵的复杂性。

除了湍流，螺旋桨的旋转还会产生涡流。

涡流会影响涡桨飞机的迎角和侧滑特性。

涡流会使得飞机的迎角分布不均匀，从而导致飞机出现升降舵和副翼失灵等现象。

此外，涡流还会导致涡桨飞机的侧滑特性受到影响，给飞行操纵带来一定的困难。

综上所述，螺旋桨滑流气动干扰效应对涡桨飞机的性能和控制产生了一定的影响。

湍流和涡流会对飞机的升力、阻力、操纵性能和侧滑特性产生一定的影响，使得飞机在低速飞行和垂直起降时更加复杂和困难。

因此，在涡桨飞机的设计和操纵过程中，需要充分考虑螺旋桨滑流气动干扰效应的影响，采取合适的措施来降低其影响，提高飞机的性能和控制能力。

基于流体力学理论的飞机气动性能分析

基于流体力学理论的飞机气动性能分析飞机气动性能是指飞机在空气中飞行时所表现出的各种性能指标，包括升力、阻力、侧向力和操纵性等。

这些性能指标对于飞机的设计、改进和优化都起着至关重要的作用。

而基于流体力学理论的飞机气动性能分析则是通过数学模型和计算方法，对飞机在空气中的流动进行详细的分析和计算，从而得出相应的性能指标。

一、气动力学基础飞机气动性能的分析基于流体力学的基本原理，其中最重要的是伯努利定律和牛顿定律。

伯努利定律指出，在稳态、无粘流动的条件下，流体的总能量保持不变。

而牛顿定律则描述了流体受力和加速度之间的关系。

这些基本原理为飞机气动性能的分析提供了理论基础。

二、升力和阻力分析在飞机气动性能分析中，升力和阻力是最为重要的两个性能指标。

升力是指飞机在飞行过程中产生的垂直向上的力，是支撑飞机在空中飞行的关键。

而阻力则是指飞机在飞行过程中所受到的空气阻力，是影响飞机速度和燃料消耗的主要因素。

升力和阻力的分析需要考虑飞机的气动外形、机翼形状、气动布局等因素。

常用的计算方法包括理论计算、实验测量和数值模拟等。

通过这些方法，可以得到飞机在不同飞行状态下的升力和阻力数据，并进行性能评估和优化设计。

三、侧向力和操纵性分析除了升力和阻力，飞机的侧向力和操纵性也是飞行安全和操纵性能的重要指标。

侧向力是指飞机在飞行过程中产生的垂直向侧的力，主要由飞机的尾翼和侧翼产生。

操纵性则是指飞机在不同飞行状态下的操纵特性，包括操纵面的效率、稳定性和响应速度等。

侧向力和操纵性的分析需要考虑飞机的气动布局、尾翼设计和操纵系统等因素。

通过数学模型和计算方法，可以得到飞机在不同操纵状态下的侧向力和操纵性数据，并进行性能评估和优化设计。

四、气动性能评估和优化设计基于流体力学理论的飞机气动性能分析不仅可以得到各种性能指标的数据，还可以进行性能评估和优化设计。

通过对飞机的气动外形、机翼形状、气动布局等因素进行调整和改进，可以提高飞机的升力、降低阻力、改善侧向力和操纵性等性能指标。

大气湍流对气象观测的影响分析

大气湍流对气象观测的影响分析在气象学领域，气象观测是获取大气状态和变化信息的重要手段，对于天气预报、气候研究以及各种与大气相关的活动都具有至关重要的意义。

然而，大气湍流这一复杂的大气现象，给气象观测带来了诸多挑战和影响。

大气湍流，简单来说，就是空气在运动过程中表现出的不规则、紊乱的流动状态。

它使得大气中的各种物理量，如温度、湿度、风速和风向等，在时间和空间上发生快速且无规律的变化。

首先，大气湍流对温度观测产生显著影响。

由于湍流的存在，热量在大气中的传递变得极为复杂和不稳定。

原本较为均匀的温度场被打乱，导致观测到的温度值出现频繁的波动。

这不仅增加了测量的误差，还使得对温度变化趋势的准确判断变得困难。

在地面气象观测中，传感器所接触到的空气可能在瞬间来自不同的高度和方向，从而带来温度的突变。

而在高空观测中，湍流更是使得温度随高度的变化规律变得模糊不清，影响了对大气热力结构的准确研究。

湿度观测同样受到大气湍流的干扰。

大气中的水汽分布本就不均匀，再加上湍流的作用，使得水汽在短时间内迅速混合和重新分布。

这导致湿度传感器所测量到的湿度值出现快速的起伏，降低了观测数据的准确性和可靠性。

而且，湍流还可能将原本干燥的空气迅速带入观测区域，或者将湿润的空气带走，从而造成湿度观测的偏差。

风速和风向的观测也深受大气湍流的影响。

湍流使得风的流动方向和速度不断变化，形成了所谓的“阵风”和“乱流”。

这使得风速计和风向标所测量到的数值具有较大的瞬时波动，难以准确反映平均风速和风向。

在一些强湍流的情况下，甚至可能出现风向在短时间内发生大幅度变化的情况，给气象观测和分析带来极大的困扰。

大气湍流还会对气压观测产生一定的影响。

虽然气压的变化相对较为缓慢，但湍流引起的空气垂直运动和混合，可能导致局部气压的快速调整。

这种局部气压的波动在常规的气压观测中可能被误认为是大范围的气压变化，从而影响对大气环流和天气系统的分析。

除了对单个气象要素的直接观测产生影响外，大气湍流还会通过干扰观测仪器的性能间接影响气象观测。

涡流发生器对垂直轴风力机翼型气动性能的影响

第51卷第2期2020年2月中南大学学报(自然科学版)Journal of Central South University (Science and Technology)V ol.51No.2Feb.2020涡流发生器对垂直轴风力机翼型气动性能的影响张立军，朱怀宝，顾嘉伟，马东辰，米玉霞，于洪栋，刘静，缪俊杰，李想(中国石油大学(华东)机电工程学院，山东青岛，266580)摘要：为推迟翼型的边界层分离，改善叶片的气动性能，提出一种在H 型垂直轴风力机对称翼型NACA0012叶片表面上加装涡流发生器的设计方案。

利用FLUENT 软件对翼型进行三维流体力学仿真，采用正交试验设计法，研究涡流发生器的高度、安装角度和安装位置这3个设计参数对翼型气动性能的影响。

研究结果表明：最佳的涡流发生器高度为6.5mm 、安装角度为18°、安装位置为0.1c (c 为叶片弦长)，过大或者过小的涡流发生器高度和安装角会降低翼型的升力系数和升阻比；安装位置靠近翼型前缘可增大翼型的临界攻角，但会给翼型带来较大阻力；加装涡流发生器后，对称翼型叶片失速区范围减小40.3%。

关键词：垂直轴风力机；涡流发生器；正交试验设计；气动性能中图分类号：TK83文献标志码：A开放科学(资源服务)标识码(OSID)文章编号：1672-7207（2020）02-0540-11Influence of vortex generator on aerodynamic performance ofairfoil of the vertical axis wind turbineZHANG Lijun,ZHU Huaibao,GU Jiawei,MA Dongchen,MI Yuxia,YU Hongdong,LIU Jing,MIAO Junjie,LI Xiang(College of Mechanical and Electronic Engineering,China University of Petroleum,Qingdao 266580,China)Abstract:In order to delay the separation of the boundary layer and improve aerodynamic performance of blades,a design method for installing vortex generator(VG)on the blade of H-type vertical axis wind turbine based on symmetrical airfoil NACA0012was proposed.By using FLUENT software,three-dimensional fluid dynamics simulation model was built.The influences of heights,arrangement positions and installation angles of the VG on the aerodynamic performance of airfoil were studied by orthogonal design method.The results show that the optimum height of the VG is 6.5mm,the optimum installation angle is 18°and the optimum arrangement position is 0.1c .The lift coefficient and lift-drag ratio of airfoil will be reduced if the height and installation angle are too large or too small.The critical angle of attack of the airfoil increases when the installation is close to the leading edge of the airfoil,but it will bring greater resistance to the airfoil.The stall region of symmetric airfoil blade is reduced by 40.3%by using VG.Key words:vertical axis wind turbine(V AWT);vortex generator(VG);orthogonal test design;aerodynamic performanceDOI:10.11817/j.issn.1672-7207.2020.02.028收稿日期：2019−04−08；修回日期：2019−06−08基金项目(Foundation item)：国家自然科学基金资助项目(51707204)；中央高校基本科研业务专项资金资助项目(17CX05021)(Project(51707204)supported by the National Natural Science Foundation of China;Project(17CX05021)supported by the Fundamental Research Funds for the Central Universities)通信作者：张立军，博士，教授，硕士生导师，从事可再生能源技术和绿色装备制造研究;E-mail:zhanglijun@.cn第2期张立军，等：涡流发生器对垂直轴风力机翼型气动性能的影响按照风轮旋转轴与地面的几何关系，风力发电机可分为垂直轴风力机与水平轴风力机。

不同湍流模型对风力机叶片翼型气动性能参数计算结果的影响研究

力推动风轮转动。升力系数 Cl、阻力系数 Cd、升阻比 Cl/Cd 均是表示翼型气动性能优劣的参数，其中，升阻比越高，说明翼型的综合气动性能越好。
升力系数 Cl 的表达式为：
Cl
=
2Fl ρcu2
(1)
式中，Fl 为翼型所受升力；ρ 为空气密度；
u 为来流风速；c 为翼型弦长。
阻力系数 Cd 的表达式为：
别表示 x 轴和 y 轴方向上的速度分量。
风力机周围空气流场的 Navier-Stokes(N-S)
方程为 [8]：
( ux
∂ux ∂x
+
uy
∂ux ∂y
=
–
1 ρ
•
∂p ∂x
+v
∂2ux ∂x2
+
∂2ux ∂y2
(4)
( ux
∂uy ∂x
+
uy
∂uy ∂y
=
–
1 ρ
•
∂p ∂y
+v
∂2uy ∂x2
1 翼型的气动性能参数当来流流过翼型表面时，由于上、下翼面的
来流速度不同，导致上翼面的速度大、压力小，下翼面的速度小、压力大。上、下翼面的压差即
收稿日期：2019-10-17 基金项目：广东省大学生创新创业训练项目 (CXXL2019065)；广东省自然科学基金项目 (2019A1515011551)；南方海洋科学与工程广东省
实验室 (ZJW-2019-01) 通信作者：杨艺 (1981—)，男，博士、副教授，主要从事居室内环境健康、地埋管换热强化传热、建筑空调设备技术方面的研究。
yangyi@
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第8期
吴友健等：不同湍流模型对风力机叶片翼型气动性能参数计算结果的影响研究

k-ω SST两方程湍流模型中参数影响的初步分析

k-ω SST两方程湍流模型中参数影响的初步分析
周宇;钱炜祺;邓有奇;马明生
【期刊名称】《空气动力学学报》
【年(卷),期】2010(028)002
【摘要】Menter的k-ωSST两方程湍流模型在流体力学计算中有良好表现.利用均匀试验设计方法对k-ω SST模型中八个参数在小攻角亚声速、跨声速和大攻角三种典型的翼型绕流流场计算中的影响规律进行了分析.分析结果表明在附着流中参数α_1是对流场的影响最大的参数;而在分离流中,参数α_1对流场的影响与湍流产生与耗散等项的作用相当,模型中的四个参数:σ_(ω2)、β_2、β~*和α_1的取值都会对计算结果有较大的影响.
【总页数】5页(P213-217)
【作者】周宇;钱炜祺;邓有奇;马明生
【作者单位】中国空气动力研究与发展中心,四川,绵阳,621000;中国空气动力研究与发展中心,四川,绵阳,621000;中国空气动力研究与发展中心,四川,绵阳,621000;中国空气动力研究与发展中心,四川,绵阳,621000
【正文语种】中文
【中图分类】V211.3
【相关文献】
1.SST k-ω-kp两相湍流模型及其在湿蒸汽凝结流动数值模拟中的应用 [J], 吴晓明;李国君;丰镇平;李亮
2.基于新的描述湍流耗散方程的k-ζ两方程湍流模型的数值算法研究 [J], 张强;杨永;李喜乐
3.一种EASM k-ω两方程湍流模型的应用研究 [J], 张强;杨永;段毅
4.一种新的非线性K-ε两方程湍流模型 [J], 钱炜祺;蔡金狮
5.考虑旋转和曲率影响的SST k-ω湍流模型改进 [J], 任芸;刘厚林;舒敏骅;吴贤芳;吴登昊
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涡模型对风力机气动特性的影响研究

涡模型对风力机气动特性的影响研究左潞;唐植懿;许波峰;陈佳俊;周晓天【摘要】比较了4种涡模型的诱导速度分布特征,包括两种层流涡模型和两种湍流涡模型.分别将4种涡模型应用至自由涡尾迹方法的尾涡诱导速度计算中,分析涡模型对风力机低速轴扭矩和尾流的影响.研究表明,在大风速下,湍流涡模型更能真实地反映流动状态;各个模型均能较好地捕捉流场结构和叶尖涡,层流涡模型的尾流涡量更集中,但耗散更快,湍流涡模型的涡量分布均匀,且耗散慢;涡模型对风力机近尾迹区域的尾流风速影响,比对远尾迹区域尾流风速的影响大.%Four kinds of vortex models,including two kinds of laminar vortex models and two kinds of turbulent eddy models,were compared in terms of the induced velocity distribution.The effects of vortex models on the low speed shaft torque and the wake of wind turbines were analysed using the free vortex wake model,in which four kinds of vortex models were coupled respectively.The results illustrate that turbulent eddy models can reflect the flow field more accurately in large wind speed.All vortex models can capture the structure of flow field and tip vortex.The wake vorticity is concentrated and the dissipation is fast in laminar vortex models,which is contrary to turbulent eddy models.The vortex models have greater effects on the wake velocity in the near wake region than that in the far near wake region.【期刊名称】《可再生能源》【年(卷),期】2016(034)010【总页数】6页(P1491-1496)【关键词】风力机;涡模型;自由涡尾迹;气动特性【作者】左潞;唐植懿;许波峰;陈佳俊;周晓天【作者单位】河海大学能源与电气学院,江苏南京211100;河海大学能源与电气学院,江苏南京211100;河海大学能源与电气学院,江苏南京211100;河海大学能源与电气学院,江苏南京211100;河海大学能源与电气学院,江苏南京211100【正文语种】中文【中图分类】TK83作为风力机尾流的组成部分，风力机叶片的叶尖涡结构直接影响了风轮的气动特性和尾流。

关键湍流大气光学参数测量方法与技术研究的开题报告

关键湍流大气光学参数测量方法与技术研究的开题报告一、论文选题背景与意义近年来，光学遥感技术在大气环境监测和天文观测等领域得到了广泛应用。

然而，大气光学扰动——湍流，对光传输造成的衍射、散射、吸收等影响是不可避免的。

由于湍流的非线性特性和随机性，它对光的传输常常表现为空间和时间上的不规则变化。

这不仅给地面光学设备制造和光学遥感技术应用带来了挑战，也给天文望远镜的高精度测量和图像采集带来了很大的困难。

关键湍流是大气中产生湍流的主要动力学机制。

研究表明，关键湍流和湍流视场参数之间有着很强的相关性。

因此，在大气光学研究中，关键湍流视场参数的测量和研究具有非常重要的意义。

本论文旨在探究关键湍流视场参数的测量方法与技术，以提高湍流光学扰动对光传输的影响预测和控制水平，从而为光学设备制造和光学遥感技术应用乃至天文观测等领域提供有力的支撑。

二、主要研究内容与技术路线本论文的主要研究内容包括：1. 关键湍流视场参数的理论研究，包括湍流视场波谱、湍流相干长度等参数的定义和推导；2. 关键湍流视场参数的测量方法与技术研究，包括基于自相似性理论的自回归模型法、时间延迟多普勒速度传感器法等方法的原理分析和实验研究；3. 关键湍流视场参数的应用研究，包括大气透明度的预测和控制、光学设备制造和光学遥感技术的优化设计等方面。

本论文的技术路线如下：1. 理论研究与文献综述。

根据国内外关于关键湍流视场参数的研究现状和进展，总结和分析其理论基础和关键技术，明确研究方向和目标；2. 实验设计与数据采集。

根据自回归模型法、时间延迟多普勒速度传感器法等关键湍流视场参数测量方法的原理和特点，设计并构建实验平台，采集关键湍流视场参数的相关数据；3. 数据处理与分析。

选用MATLAB等数据处理和分析软件对实验数据进行处理和分析，得出关键湍流视场参数的定量化结果，并进一步对测量精度和可靠性进行评估和优化；4. 结果展示与应用。

根据关键湍流视场参数的实际应用需求，以大气透明度预测和控制、光学设备制造和光学遥感技术优化设计为例，将研究结果进行展示和应用。