近10年晴空湍流的研究进展
湍流模拟与控制技术的研究
湍流模拟与控制技术的研究湍流是自然界中相当普遍的现象，它可能出现在各种情况下：例如在高速公路上汽车相互之间产生的气流，飞行器在飞行中对空气的影响等等。
因此，湍流具有非常重要的研究意义。
然而，湍流的复杂性使得其难以被准确描述和预测，这对于湍流控制问题的解决带来了巨大的挑战。
本文将探讨湍流模拟与控制技术的研究进展。
I. 湍流模拟技术湍流模拟是研究湍流现象的主要手段之一。
基于不同的数值模拟方法，湍流模拟可以分为直接数值模拟(DNS)、大涡模拟(LES)、雷诺平均(方法)模拟(RANS)等不同的技术。
这些技术的精度和应用范围各不相同。
DNS是湍流模拟中最精确的一种方法，在DNS中，所有湍流涡旋都会被模拟出来。
但是它的计算量也是最大的，因为需要模拟所有长度尺度的湍流涡旋，因此只适合处理小尺度的湍流问题。
LES则只模拟大尺度的湍流涡旋，相对于DNS，它的计算量较小，也更适合研究较大尺度的湍流问题。
RANS方法则适用于大规模湍流问题，并且能够比较好地处理湍流边界层问题。
近年来，由于计算机性能的不断提高，湍流模拟技术的精度和应用范围也在不断扩大。
同时，基于人工智能的技术也开始被应用到湍流模拟中，这种将深度学习应用于流体力学研究的方法被称为深度湍流学习。
II. 湍流控制技术湍流控制是研究如何在湍流流场中控制湍流涡旋的行为，进而优化流场的控制技术。
湍流控制技术的主要应用领域包括航空航天、汽车、化工等领域。
湍流控制技术可以分为被动控制和主动控制两种。
被动控制主要采用各种措施对流体采取某种限制手段，通过改变流体的流动状态以抑制湍流，例如在翼型的表面上设置阻力体、过渡区、减阻区等等。
主动控制则是通过外部的力或控制装置控制流体的动态性质，以改善流场的运动状态和控制湍流涡旋。
目前，主动控制技术主要包括周期性摆动、脉冲激励、人工湍流激发、流体注入等。
通过使用以上控制方法，湍流控制技术可以达到优化湍流流场的目的，减少湍流带来的不利影响。
晴空湍流简述
晴空湍流简述作者：马洪瑞来源：《科技风》2016年第09期摘要：晴空颠簸由于不伴随天气现象的发生且出现在对流层上层6000米以上的高空，严重威胁飞行安全。
本文主要简述了晴空湍流的形成机制，国内外的部分研究进展，这对了解和研究晴空湍流有一定的参考意义。
关键词：卫星资料；晴空湍流；湿度梯度大气湍流是大气中一种不规则的随机运动。
它与大气边界层关系密切，如温度，密度的不连续层，风切变层等。
飞机在飞行中遇到大气湍流会产生飞机颠簸。
轻度颠簸会使乘客感到不适，严重的飞机颠簸会导致人员受伤，飞机失控，甚至机毁人亡。
航空气象学中把6000米以上与对流云无关的湍流叫做晴空湍流，它不包括对流性不稳定边界层及深厚对流有关的湍流[ 1 ]。
由于晴空湍流不会伴随天气现象的发生且尺度小，难以预测，故对飞机飞行造成巨大威胁。
研究表明，二氧化碳浓度的增加会导致晴空湍流总体强度的增加，到2050年，晴空湍流的总体强度会增强10%～40%，在巡航高度上发生的频率也会提高40%～170%。
切变不稳定理论是目前公认的晴空湍流的形成机制。
在大气层结稳定的情况下，垂直风切变会产生重力波。
随着风速的增大，振幅也不断增大，重力波不稳定，当振幅增大到某一临界值时，波形破碎，平均动能向湍能转化，气流由层流状转化为湍流状态，形成晴空湍流。
1 国外晴空湍流研究进展自上个世纪60年代以来，国外很多学者对大气湍流的形成机制，预报算法进行了大量的研究。
Richardson提出了判断湍流强弱的理查森数，理查森数越小湍流越强，相应的颠簸也越强。
Ellrod[ 2 ]利用锋生强度公式推到了大气湍流指数，亦称Ellrod指数，其值越高对流强度越高，颠簸强度越大，Ellord在颠簸较弱情况下与实际情况有一定的偏差。
Ellord给出了晴空颠簸的定义，根据锋生强度公式推导出了大气湍流指数，根据NCEP的数据模拟结果研究了美国上空飞机颠簸指数的气候分布。
Wimmers A J [ 3 ]提出了用卫星资料对对流层顶断裂处的大气湍流进行识别和监测，该算法基于湿度梯度理论在水汽图像上确定出易产生大气湍流的区域。
晴空回波在强对流天气临近预报中的应用
晴空回波在强对流天气临近预报中的应用王丽荣;卞韬;苏运涛;孙云;张玉凤【期刊名称】《应用气象学报》【年(卷),期】2010(021)005【摘要】该文介绍了利用多普勒天气雷达资料判断环境风场辐合、辐散的两种方法:径向速度图像特征定性识别法和EVAD技术定量计算法,并结合2009年8月两次强对流天气过程详细介绍了两种方法的具体应用.统计分析了2005-2008年5-9月晴空回波特征以及不同高度散度和对流出现时间的关系,晴空回波出现在距离雷达中心50 km范围之内,反射率因子多在10～20 dBZ,径向速度大部分为一5～5 m/s;强对流天气出现之前,对流层低层均会出现辐合,可以利用低层连续5个体扫出现辐合作为环境场具有辐合条件的指标.根据统计结果建立了强对流天气临近预警系统,该系统在2009年6-8月试运行,预警命中率为88.9%,虚警率为29.8%,临界成功指数为64.5%,辐合提前对流天气出现时间平均为7.1 h,对降低强对流天气漏报率,提高强对流天气的临近预报水平有重要意义.【总页数】8页(P606-613)【作者】王丽荣;卞韬;苏运涛;孙云;张玉凤【作者单位】河北省石家庄市气象局,石家庄,050081;河北省石家庄市气象局,石家庄,050081;河北省石家庄市气象局,石家庄,050081;河北省石家庄市气象局,石家庄,050081;河北省石家庄市气象局,石家庄,050081【正文语种】中文【中图分类】P4【相关文献】1.层状晴空回波在临近预报中应用综述 [J], 刘小弟;汤达章2.层状晴空回波在临近预报中应用综述(英文) [J], 刘小弟;汤达章3.晴空湍流在强天气过程临近预报中的应用研究 [J], 管理;魏鸣;吴昊4.高时空分辨率三维风场在强对流天气临近预报中的融合应用研究 [J], 杨璐;陈敏;陈明轩;高峰;秦睿;宋林烨;程丛兰5.天气雷达产品在强对流天气临近预报中的应用 [J], 洛桑顿珠;旦增查拉;罗桑旦增因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
三峡坝区一次冬季持续性晴空大风的成因分析
引言三峡坝区位于长江三峡河谷之中最险峻地段的西陵峡峡口区，南北两岸远处为海拔高度1～2km 的崇山峻岭，近处为300～500m 的峭壁，河道自西向东贯穿其中；该地区属亚热带季风气候区，并具山地气候特征，是湖北省风灾较为严重的地区之一(李兰等，2009)，其中发生在冬春季的晴空大风，由于持续时间长、平均风速大，自三峡工程建设以来屡次对施工、通航运行带来安全隐患(田刚等，2009)。
随着三峡工程永久船闸投入使用，持续性大风天气对冬季蓄水后的三峡航道影响日益凸显。
按照三峡船闸通航调度技术规程(JTS 196-6-2012)，出现6级以上大风时即考虑封航。
近年来，因大风导致三峡船闸停航时间约达10d (孔凡军等，2020)，其中造成封航30min 以上的大风天气均为晴空大风。
如，2021年1月因持续性晴空大风，三峡船闸停航长达70h ，造成巨大经济损失。
因此，深入研究此类天气的成因对正确认识三峡坝区大风天气及其可能导致的极端事件具有重要意义。
我国冬半年是持续性大风的高发期，其主要发生范元月,张家国,枚雪彬,等.2022.三峡坝区一次冬季持续性晴空大风的成因分析[J].暴雨灾害,41(2):184-191FAN Yuanyue,ZHANG Jiaguo,MEI Xuebin,et al.2022.Analysis on the causes of a continuous clear-sky gale event in winter in the Three Gorges Dam Area [J].Torrential Rain and Disasters,41(2):184-191三峡坝区一次冬季持续性晴空大风的成因分析范元月1，张家国2，枚雪彬1，李洪兵1，丁丽丽1(1.湖北省宜昌市气象局，宜昌443000；2.武汉中心气象台，武汉430074)摘要：2021年1月中旬，三峡坝区出现了一次严重影响近坝区通航安全的持续性晴空大风过程(以下简称“21·1”坝区晴空大风)。
近10年晴空湍流的研究进展
近10年晴空湍流的研究进展周林;黄超凡【摘要】晴空湍流是威胁航空安全的一种极端危险性天气,因其不伴有明显的天气现象,机载雷达难以探测,故对飞行安全威胁巨大,因此对于晴空湍流的形成机制与预警预报的研究十分重要.从晴空湍流的形成机制、晴空湍流的观测手段和晴空湍流的预报方法3个方面,对近十年国内外有关研究进行归纳和综述.重点引述了惯性重力波在晴空湍流形成中的重要作用、多种新型观测手段为晴空湍流研究提供宝贵的实况资料、基于湍流指数集成算法的晴空湍流数值预报等重要进展.本文对晴空湍流未来的研究趋势进行展望.【期刊名称】《气象科技》【年(卷),期】2015(043)001【总页数】6页(P91-96)【关键词】晴空湍流;观测手段;预报方法;研究进展【作者】周林;黄超凡【作者单位】解放军理工大学气象海洋学院,南京210000;解放军理工大学气象海洋学院,南京210000【正文语种】中文众所周知，气象条件对于航空飞行有着重大影响。
随着航空业飞速发展，飞行安全的保障日益紧要。
研究表明，影响飞行安全的主要天气现象有：大风和低空风切变、低能见度、湍流和飞机积冰等[1-5]。
湍流能引起飞机颠簸，严重降低乘员舒适度，剧烈颠簸甚至造成乘员受伤、飞机失控坠毁等灾难。
在由天气状况不佳引起的飞行事故中，起因是大气湍流的超过半数，因此遭遇湍流是造成机上人员受伤的首要原因，并造成巨大经济损失[6-7]。
其中，由于晴空湍流并不伴有可见的天气现象且尺度较小，机载气象雷达等设备难以探测，故对飞行安全造成巨大威胁[8-9]。
2007年7月6日, 由悉尼飞往广州的CZ322航班, 在菲律宾南部海域上空巡航高度上突遇晴空湍流, 飞机急速上抛后又急速下降十几米, 维持时间20多秒。
机上有人员飞离座位, 头部撞上机舱顶, 20多名乘客及机组成员头部或颈部受伤[4]。
2013年5月26日，一架新加坡航空公司的空客A380飞机在巡航至安达曼海上的万米高空时毫无征兆地遭遇重度晴空湍流，飞行高度急坠30多米，造成多人严重受伤。
湍流研究的现状和进展
湍流研究的现状和进展湍流（Turbulence）在自然界中是一种普遍存在的现象，比如水、空气、尤其是太阳系中天体运动活动等，湍流发挥着重要作用。
由于湍流具有复杂的运动性质和多变的影响因素，因此，人们对湍流的研究也不断进行，在这些研究中，湍流已经成为当今物理学领域研究最深入和最规模最大的一个问题。
湍流研究历史悠久，可以追溯至18世纪，早在1783年，英国著名科学家韦伯（Leonard Euler）就提出了湍流流体运动的基本方程，这是开启湍流研究的一大突破，在19世纪末期，爱因斯坦（Albert Einstein）又提出了湍流方程，许多人因此而贡献出宝贵的研究成果。
20世纪初期，由于科学技术的进步，许多湍流理论的发展也得到了一定的突破。
比如在1920年，湍流特性的研究者林奈（L.F. Richardson）提出了一种新的理论，他指出湍流流体的混合过程可以用一个叫做“级数混合”的方法来模拟，而这一理论在过去的90多年里一直是湍流研究的重要参照物。
20世纪40年代，湍流研究又迎来了一次重要突破，即近似动态子网格技术（Dynamic Subgrid Model），它允许人们用计算机来模拟湍流使其变得更易于理解和操作。
此外，由于空间和时间分辨率不断提高，磁摆式技术（Magnetic Momentum Method）也发展出来，它结合了积分方程和分流技术，从而可以模拟更加复杂的湍流。
《孤立圆柱的湍流结构与稳定性》是20世纪50年代湍流研究的一次重要发展。
有关研究者发现，当流体以一定的速度流过一个垂直的圆柱时，湍流的漩涡结构会呈现出特定的稳定态，并且周围的空气流动会影响其稳定性，从而揭示了湍流及其稳定性的本质特性。
20世纪80年代以来，随着大计算机技术的发展，湍流研究进入了一个新的阶段，开展了大规模的实验测量和计算机模拟研究，用实验和计算机模拟研究的结果来检验理论模型。
在近30年的研究中，许多新的湍流理论也得到了发展，比如湍流与风洞、燃烧和内部流动机理等，都有了进一步深入的研究。
高速高温湍流研究进展
高速高温湍流研究进展
袁先旭;刘朋欣;周清清;傅亚陆;杨肖峰;杜雁霞
【期刊名称】《空气动力学学报》
【年(卷),期】2024(42)4
【摘要】低空域高速飞行条件下的飞行器表面边界层具有高马赫数、高雷诺数、高总焓的特点。
较高的来流雷诺数使边界层发生从层流到湍流的转捩,而强激波压缩形成的高温环境将导致气体分子出现振动能激发、离解、电离等热化学非平衡过程,完全气体假设将不再适用。
两种效应强烈耦合形成高温湍流,进而带来高温边界层扰动演化与多尺度涡结构、高温强扰动下气固界面多相反应、极端高温环境等离子体湍流等新的流动物理问题。
本文从机理、预测、实验测量等方面,总结了高速高温湍流领域的研究进展和现状,展望了未来需要关注的研究方向。
【总页数】14页(P1-13)
【作者】袁先旭;刘朋欣;周清清;傅亚陆;杨肖峰;杜雁霞
【作者单位】空天飞行空气动力科学与技术全国重点实验室
【正文语种】中文
【中图分类】V211
【相关文献】
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2.高温合金高速铣削刀具研究进展
3.考虑化学非平衡效应的高温湍流边界层统计特性分析
4.基于DMP模型
与Realizable k-ε湍流模型的煤炭地下气化高温产出气喷淋降温分析5.高温高压气体管内湍流换热的分析与研究
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湍流研究的现状和进展
湍流研究的现状和进展近几年来，随着生物，计算和流体力学等多学科技术的发展，湍流的研究受到了高度关注。
湍流研究的重要性在于，它不仅可以帮助我们理解气象现象和宇宙中的环境系统，还可以提高航空航天技术和车辆设计的质量。
因此，湍流研究已经成为制定科学政策以及解决大规模复杂问题的重要工具。
随着计算技术和仿真技术的进步，湍流领域的技术也在发展。
例如，利用高精度的计算机模拟技术，将流体操作模式转换为数字模型，从而实现了对湍流的精确研究。
同时，研究人员也开发了用于湍流数据分析的新方法，以更好地理解流体动力学。
研究还发现，湍流的结构比原来想象的更复杂，而小尺度的湍流动力学研究也发现了一些新的有趣特性。
此外，在湍流流体力学研究中，重要的发现之一是，湍流是一种非线性系统。
这表明，尽管它们的基本特征可以有效地利用线性理论描述，但它们之间的复杂相互作用却无法用线性模型表示。
因此，更多的研究工作聚焦于开发新的非线性研究方法，以更好地理解湍流，以及更精确地模拟它们。
有了这些新技术和研究方法，科学家们也正在尝试控制湍流。
例如，研究人员发现，湍流中的激波可以通过控制流体运动或应用内部结构（例如涡轮）来改善。
此外，在航空升力技术研究中，离散吸收和涡激波发生等技术也得到了广泛的应用。
这些技术的实际应用可以显著改善飞行性能和运行稳定性。
除了控制湍流外，研究人员还致力于开发新的流体力学模型，以准确地模拟湍流的特性。
例如，提出的Lattice Boltzmann模型及其改进版本可以进一步提高湍流建模的精确性，特别是在计算机辅助设计方面，该模型具有更高的精度和更多的实用价值。
总之，湍流在现代科学研究中发挥着重要作用。
随着计算技术和仿真技术的发展，湍流研究取得了一定的进展，其重要性也得到了越来越多的认可，而这些改进也开辟了可以更准确地模拟和控制湍流的新方向。
2024届上海市青浦区初三二模语文试卷(含答案)
2024届上海市青浦区初三二模语文试卷（时间100分钟，满分150分） 2024.04考生注意：本卷共有22题，请将所有答案写在答题纸上。
写在试卷上一律不计分。
一、文言文（34分）（一）默写与运用（13分）1.纤纤擢素手，__________________。
（《古诗十九首》）2.____________________，洪波涌起。
（曹操《观沧海》）3.马作的卢飞快，________________。
（辛弃疾《破阵子·为陈同甫赋壮词以寄之》）4.青西郊野公园的水杉茂密成荫，鸟儿嘤嘤鸣唱，不由让人联想起欧阳修《醉翁亭记》中的句子:“______________，______________”。
（二）阅读下面选文，完成5—10题（21分）【甲】山不在高，有仙则名。
水不在深，有龙则灵。
斯是陋室，惟吾德馨。
苔痕上阶绿，草色入帘青。
谈笑有鸿儒．．，往来无白丁。
可以调素琴，阅金经。
无丝竹之乱耳，无案牍之劳形。
南阳诸葛庐，西蜀子云亭。
孔子云：何陋之有？【乙】唐荆川①性俭素。
冬不炉，夏不扇，岁衣一布，月食一肉。
结庐陈渡②，不蔽风雨。
时往来乡郭，乘小舟，低头盘膝，见者不知为贵人。
即遭凌侮，不较也。
冬则加草以为温，有老友见之泪下，为市．一床，而终身无厚茵褥③。
门生子弟，从公游处，不堪其苦，而公独安之，曰：“不如是，何以袚除欲根？”【注释】①唐荆川：唐顺之，号荆川。
明朝大臣。
②陈渡：地名。
③茵褥：床垫。
5.【甲】文的作者是_______(人名）。
（2分）6.解释下列句中的加点词。
（4分）（1）谈笑有鸿儒．．（ ） （2）为市．一床（ ）7.用现代汉语翻译下面的句子。
（3分）可以调素琴，阅金经。
8.【甲】【乙】两文都描写了住所的环境。
【甲】文“______，_______”写出其住所______的特点；【乙】文“_________”则凸显出唐荆川住所简陋的特点。
（6分）9.【甲】文中作者认为陋室不陋是因为“_______”，【乙】文中“公独安之”的原因是_____（用现代汉语回答）。
湍流的理论与实验研究
湍流的理论与实验研究湍流的理论与实验研究湍流是流体力学界公认的难题，被认为是经典物理学中最后一个未被解决的问题。
自然界和工程领域的绝大多数流动都是湍流，因此湍流研究具有重大意义。
近年来，随着实验测量技术和数值模拟能力的不断增强，学术界对高雷诺数和高马赫数湍流有了许多新的认识。
我国科学界也结合国家重大战略需求和学科发展前沿，分析国际上湍流研究的特点、现状和发展趋势，希望对湍流产生机制和流动本质进行深入研讨，加强与航空、航天、航海等相关单位和部门间的沟通与联系，推动湍流研究的发展。
针对国内学科发展现状，尤其是实验研究相对薄弱的特点，国家自然科学基金委员会数理科学部、工程与材料科学部和政策局，于2014年3月20-21日在北京联合举办了第110期双清论坛，论坛主题为“湍流的理论与实验研究”。
来自全国15个单位的近50位流体力学与工程领域的专家学者应邀出席。
与会专家通过充分而深入的研讨，凝练了该领域的重大关键科学问题，探讨了前沿研究方向和科学基金资助战略。
本期特刊登此次论坛学术综述。
一、湍流研究的重要意义自1883年雷诺（Reynolds）发现湍流以来，湍流问题的研究一直困扰着众多学者。
著名物理学家费曼曾说，湍流是经典物理学中最后一个未被解决的难题；2005年《科学》杂志在其创刊125周年公布的125个最具挑战性的科学问题中，其中至少两个问题与湍流相关。
在我们日常生活中，湍流无处不在。
自然界和工程应用中遇到的流动，绝大部分是复杂的湍流问题。
在自然界，从宇宙星系的时空演化，到星球内部的翻滚流动，从大气环流的全球运动，到江河湖泊的区域流动，都有湍流的身影。
在工程领域，从陆地、海洋、空天等交通运载工具，到原子弹、氢弹、导弹、战斗机、舰船等国防武器的设计；从全球气象气候的预报，到地区水利工程的设计；从传统行业如叶轮机械、房桥建筑、油气管道，到新兴行业如能源化工、医疗器械、纳米器件的设计，都需要了解和利用湍流。
因此，湍流流动的研究不仅仅是一个学科发展的问题，更具有重要的工程应用价值。
回顾早期中国的湍流研究
回顾早期中国的湍流研究摘要：中国的湍流研究发展历史并不长，从20世纪30年代开始，主要的人物有周培源、张国藩、林家翘、庄逢甘、谈镐生等诸位先生。
本文简单介绍了早期湍流研究的科学家们为中国湍流事业的发展做出的重要贡献，他们的巨大努力为今后中国湍流研究的发展奠定了坚实的基础。
关键词：湍流，湍流统计理论，均匀各向同性湍流，N-S方程1 引言最先在中国的湍流研究是出自王竹溪，王竹溪在周培源的指导下发表了国内首篇湍流学术论文，“湍流”一词是王竹溪最早提出的。
早期因为语言和文化的原因，中国与其他国家缺乏国际交流，中国的科学家们在艰苦困难的条件下开展湍流研究，奉献了一生在为中国科学事业的发展。
本文简单的对部分湍流研究的科学家们做介绍，目的是让大家都能够认识这些为中国湍流事业发展在背后默默努力的先生们，对湍流研究发展有个简单的了解。
2 关于湍流理论湍流的问题一直是流体力学领域中公认的难题，湍流其最主要的特点是多尺度有结构的非线性流体运动。
早期科学家们对于湍流的研究是对数学方程的计算分析，20世纪30年代周培源在广义相对论的启发下对雷诺应力的表达式进行换算然后修正，之后建立了十七方程理论，这是早期中国湍流研究的初始阶段，这个理论是初代模式理论。
随后时间周培源与他的学生对这个理论的建立进行改进和完善。
随着计算机的发展，数值模拟逐渐成为了研究湍流的主要手段，科学家们建立各种湍流模型，例如涡球模型、相似模型、混合长模型等，对这些模型进行分析。
但是由于受到设备的局限，当时科技水平还远不达到理论的验证，各种各样的模型都很难真正解决具体问题，需要运用超级计算机。
早期有奠基性作用的是柯尔莫戈洛夫理论，即局部均匀各向同性湍流。
最早由泰勒提出均匀各向同性湍流，后柯尔莫戈洛夫在此基础上改变，由于湍流运动是随机性的，在时间和空间上很难去测量判断，这个理论是一个理想湍流，把湍流的运动建立在均匀性（即流场统计平均量与其空间位置无关）和同向性（即流场统计平均量与其空间方向无关）基础上。
湍流研究的现状和进展
湍流研究的现状和进展湍流是一种影响有机物运动的流速，能提供有效的能量，使物体能够得到合理的分布。
湍流的研究一直以来都受到了广泛的关注，从物理学的角度将其分成概率性湍流、压力性湍流，等等，并被广泛用于各种应用领域，如水动力学、热流体动力学、气动力学、结构力学、流体力学和边界层流体力学。
早在古代，里斯克就首先对湍流进行了研究，估计了湍流的经典方程，称为里斯克方程”。
由于里斯克方程是非线性的，这使得它非常难以求解，因此长期以来，里斯克方程一直是湍流研究的难题。
近几年，随着新一代概率求解和数值模拟技术的发展，里斯克方程问题得到有效解决，湍流研究取得了长足的进展。
伴随着里斯克方程的求解，微观湍流研究涉及到一系列流体力学和相关物理过程，如能量消耗、能量输送、热传输和结构变形等。
本文总结了湍流研究的相关物理过程和理论模型，并通过实验和数值计算研究了它们的运动及能量转换的机制以及其对流体和物体的影响。
微观湍流研究的结果表明，湍流存在着多种复杂的运动机制，包括湍流边界层、涡量、螺旋涡等，它们能够有效地转换能量，并对流体和物体产生重要的影响。
除了对湍流的机理进行研究之外，湍流的应用也在不断发展。
在包括航空航天、海洋工程、过程工程在内的现代工程领域中，湍流研究有着重要的意义。
目前，研究人员正在努力研究和改进湍流模型，更好地揭示其运动机制和影响范围，并贡献出更多的技术用于湍流应用。
通过实验和数值模拟，湍流理论发展得很快，在某些领域取得了显著的进展。
目前，研究者正在努力研究复杂湍流现象，探讨其运动机制，以及长期观测和模拟分析的结果。
大多数研究者认为，以复杂的湍流现象引发的突破性研究，有望在不远的将来改变湍流理论的风貌。
湍流的研究和应用一直存在着重要的前景，它的研究会对现代工程领域有重大的意义。
因此，很多国家和科研机构一直在努力开发和改善湍流模型，以更好地提高湍流数值计算和实验测试的准确性，从而更有效地应用于各种领域。
至此，本文对湍流研究的现状和进展作了综合讨论，湍流研究将持续发展，并不断推动现代工程应用的进步。
大气湍流数值模拟方法研究
大气湍流数值模拟方法研究一、引言大气湍流是大气运动中的重要现象，对我们理解气候变化、天气模式以及空气污染等问题具有重要意义。
然而，由于大气湍流的复杂性和难以预测性，研究其数值模拟方法一直是大气科学领域的热点之一。
本文将探讨大气湍流数值模拟的方法和研究现状。
二、数值模拟方法的背景和原理数值模拟方法是研究大气湍流的重要手段之一。
通过在计算机上建立数学模型，将大气运动的方程离散化，可以模拟出大气运动的细节和演化规律。
目前常用的数值模拟方法主要有两种：欧拉方法和拉格朗日方法。
欧拉方法是将大气运动的方程进行空间和时间上的离散化处理。
通过网格化的计算区域，将连续的时空领域划分成离散的小单元，然后根据方程的数值逼近解来计算每一个时间步长内的状态变化。
这种方法适用于中小尺度的气候模拟，广泛用于研究雷暴、气候变化等问题。
拉格朗日方法则是通过跟踪气体微粒或液滴的运动轨迹来模拟大气湍流。
该方法依赖于大量的粒子追踪，具有较高的计算代价和精度，适用于研究小尺度的湍流现象，如空气污染扩散、微观气象等。
三、数值模拟方法的应用和局限性大气湍流数值模拟方法在气象学、空气质量研究和环境工程等领域有广泛应用，能够提供大气流场的三维空间分布、速度场、温度场等关键参数。
通过对大气湍流的模拟，可以预测天气模式、研究气象灾害的发展规律，以及优化工业布局和减少环境污染等。
然而，大气湍流数值模拟方法也存在一些局限性。
首先，数值模拟方法的计算量很大，需要高性能计算机的支持，对于计算资源的要求较高。
其次，数值模拟方法建立在对初始条件和边界条件的准确估计上，对参数的敏感性很大，可能会引入不确定性。
此外，数值模拟方法还存在对微观过程和湍流尺度的模拟困难，对大气湍流的细节和相互作用过程的研究仍有待深入。
四、数值模拟方法的研究现状和未来发展趋势大气湍流数值模拟方法的研究一直是大气科学领域的热点之一。
目前，随着计算机技术和数值方法的不断发展，已经取得了一些重要的进展。
大气工程中的大气湍流研究与预测
大气工程中的大气湍流研究与预测大气湍流是大气层中的一种流体运动状态，具有混乱、不规则和随机的特点。
在大气工程领域，研究和预测大气湍流对航空、航天、风能以及城市规划等方面具有重要意义。
首先，大气湍流对航空航天行业产生了深远影响。
在飞行过程中，飞机与大气发生摩擦，会引发湍流现象，给机身和尾流产生不稳定的气动力，从而影响了飞行安全和效率。
因此，在设计飞机、飞机机组人员培训和飞行控制系统等方面，需要对大气湍流进行研究与预测，以提高飞行的安全性和效率。
其次，大气湍流对风能的开发利用有着重要作用。
充分利用大气湍流能够提高风能转化效率，减少能源的浪费。
通过对大气湍流参数的研究与预测，可以选择合适的风力发电装置，调整叶片角度，提高发电效率。
而且，对于城市规划来说，结合大气湍流的研究，可以在城市布局中合理规划高层建筑，以减小湍流对建筑物产生的不利影响，保证城市的稳定和安全。
大气湍流的研究与预测可以采用不同的方法和技术。
其中，数值模拟是一种有效的手段。
借助计算机模型和数值算法，可以计算大气湍流的统计特征、功率谱密度和相关函数等参数。
通过大量的计算，可以得到湍流的空间分布和时间演化规律，为湍流的预测与控制提供依据。
同时，传统的观测方法如流场可视化、风筝等也是研究大气湍流的有效手段。
然而，大气湍流的研究与预测仍然面临一些挑战。
首先，大气湍流是一种非常复杂的现象，涉及多种尺度和模式。
这导致了湍流模型的精度和计算速度之间存在矛盾，进一步限制了湍流的准确预测。
其次，观测数据的采集和处理也面临一定的困难。
由于湍流过程的随机性和不规则性，仅仅凭借有限的观测数据很难全面了解湍流的特征和行为。
因此，提高数据质量和采集范围，推动湍流观测技术的发展，是研究与预测大气湍流的关键所在。
综上所述，在大气工程领域，研究和预测大气湍流具有重要意义。
不仅对航空、航天和风能等行业的发展产生影响，而且对城市规划和环境保护也具有重要意义。
通过不断改进湍流模型和观测技术，提高湍流预测的准确性和稳定性，可以为相关领域的决策和规划提供科学依据，推动大气工程的发展和进步。
湍流研究的现状和进展
湍流研究的现状和进展湍流是流体动力学中最重要的一个研究领域，它涉及到流体中的可观测量、流体的流动性质和内部结构的描述，以及它们之间的相互作用。
湍流研究的目的是研究它在实际工程应用中的数值模拟和传热物理过程，及其对流体动力学行为的解释。
这项研究可以说是一种交叉学科，既涉及数学、计算机科学，也涉及物理学和工程学的知识。
湍流研究一直是流体动力学领域的核心内容，它涉及到流体中的物理现象、运动规律、参数计算等。
近几十年来，数学物理和电子计算机计算机技术的发展，促使湍流研究取得了重大进展。
湍流研究现属于多学科交叉学科，有多方面的知识和技术需要参与。
其中，建立了有效的湍流模型和有效的计算方法，是湍流研究的重要内容。
一般而言，湍流模型可以分为两种：宏观层面的湍流模型，以及微观层面的湍流模型。
宏观层面的湍流模型，通常是建立并应用于实际流体力学流体系统的模型，在宏观层面，它从湍流数据和其他流体数据中，提取并加以利用有效的流体物理过程，建立有效的模型，对流体力学系统进行定量预测。
而微观层面的湍流模型，主要是考虑湍流的物理本质，以及湍流流动问题中的尺度效应等，提出及建立有效的湍流模型，用以模拟湍流的流动行为和物理现象。
湍流计算方法也可以分为宏观和微观两种。
宏观级别的湍流计算方法，通常是基于湍流模型，使用不同的数值方法，求解湍流流动问题，比如有限差分法、有限元法、近似离散法和控制面法等。
而微观级别的计算方法，包括柔性粒子方法和柔性网格方法，可以用来处理湍流流动问题，但这类计算方法比较复杂，耗时较多。
在近几年，随着计算机性能的不断提高，湍流的研究取得了长足的进步，微观模型在研究中已经得到了越来越多的关注。
比如，粒子网格法和柔性网格法在多态湍流的研究中的应用已经获得了较好的效果。
在有限元法的应用中，它可以用来数值模拟湍流流动物理过程，以及多模态湍流行为。
此外，随着计算机科学和数学物理学科的发展，新型计算方法，如多子法和新型网格技术，也可以用来数值模拟湍流流动行为。
特殊天气对飞行安全的影响及应对措施—以海口地区天气为例
特殊天⽓对飞⾏安全的影响及应对措施—以海⼝地区天⽓为例特殊天⽓对飞⾏安全的影响及应对措施——以海⼝地区天⽓为例摘要：海⼝⽓象受到季风洋流的影响，变化多端，每年都会出现⼤风、雷暴、暴⾬等特殊天⽓，⽽这些特殊天⽓对飞机飞⾏的安全有重⼤影响，不仅会扰乱航班正常进⾏，更是对飞机空中飞⾏的安全具有重⼤威胁。
本⽂对海⼝⽓象环境进⾏了分析，得出影响海⼝地区飞⾏安全的特殊天⽓主要有台风、暴⾬、⼤风、⼤雾和低云五种类型，并对这五种类型的特殊天⽓对飞⾏安全的影响进⾏了重点分析，最后，提出了加强飞⾏⼈员对特殊天⽓飞⾏危害的教育、加强与⽓象部门之间的联系、加强空中管制、加强天⽓检测、加强机组⼈员与乘客宣传、避免雷暴云雾天⽓飞⾏等措施以减少飞机⾏驶危险等相关措施，以希加强特殊天⽓下的飞⾏安全管理，使民航业稳健发展。
关键词：美兰机场，特殊天⽓，飞⾏安全引⾔2019年10⽉，国庆节播出的电影《中国机长》⼏乎把整个朋友圈都传遍了，机长刘传健的机智和胆识让⼈惊叹不已，他的勇敢和智慧成功避免了2018年5⽉14⽇川航3U8633航班突遇特殊⽓候造成的⽣存危机，即⾼空云层、挡风玻璃裂缝、驾驶舱温度低于-40℃等危机。
通过这部电影，更让⼈们对特殊天⽓条件对航空飞⾏的影响产⽣了对民航安全的⾼度重视。
随着经济的发展，我国交通运输业取得了瞩⽬发展，其中航空业也在⾼速发展中。
飞⾏安全⼀直都是航空事业重点关注的领域。
飞机在空中飞⾏，必然会受到各种各样天⽓的影响。
海⼝的⽓候类型属于热带海洋性⽓候，⽓象受季节变化影响⼤，容易影响飞机空中飞⾏安全。
因此，深⼊了解特殊天⽓的类型以及对飞⾏安全的影响，并采取有效的防范措施，对提升海⼝市飞⾏安全具有重要意义。
1 绪论1.1研究背景和意义1.1.1 研究背景随着跨区域经济的发展和⼈民经济条件的提升，飞机已经成为⼈们出⾏的“新宠”。
航空运输⽅式中，飞机的飞⾏速度是⽬前所有交通⼯具中最快的。
中国民航业在强⼤的经济⽀撑下快速发展，在各领域取得了显著成就，已成为世界第⼆⼤民航国。
利用风廓线雷达谱宽反演晴空湍流耗散率
由于镜式 反射通 常 只和稳定 的大气层 有关 ， 在研究 湍流时 常有意 忽略它对 谱宽 的变窄效 应 ； 在晴空 大气 而 条 件下 ， 降水粒 子 的下落 末速 度和 重力 波 的影 响也可 以忽略 。 因此 ， 研究 晴空 大气 湍流 时 ， 在 只需 考虑 如何从
中 图分 类号 ： Ｐ４ ２ ２ ； Ｐ４ ５ ２ １．５ ２ ． 文献 标 志 码 ： Ａ
光 波在通过 大气传 输时会 因产生抖 动 、 闪烁等一 系列 湍流效 应而破坏 光波参 数 ， 因此在研究 光波和 电磁波 在大气 中传输 时 ， 大气 光学湍流 是非常 重要 的 。风廓 线 雷达 由于其 回波 中含有 丰 富 的湍流信 息 ， 具有 且 时空分 辨力高 和可 以无 人值守 连续工作 等优 点Ｉ ］ 成 为湍流研 究最有 潜力 的测量工具 。本 文介 绍 了使 用谱 宽 ｓ， ６ 法反演 湍流动 能耗散率 的方法 ， 并挑选 Ａｉ ａ ６ ０ ｒ ｌ０ ０风廓线 雷达在 合肥地 区探测 的晴空谱 宽数据对 方法 进行 了 ｄ
２ 研 究 方 法和 结 果 分 析
２ １ 提取 湍流 引起 的谱 宽 ．
２ １ １ 影 响速度谱 宽 的因子 ．． 多普勒 速度谱 宽是 由雷达体积 内速度 场的 时间和空 间变化 引起 的 ， 即速度 谱宽 描述 的是 有 效照 射体 积 内 散射 粒子 相对运 动的剧烈 程度 。一般 来 说 ， 响速 度谱 宽 的 因 子包 括 以下 几 个方 面［ ： １ 大 气 的 湍流 运 动 ； 影 ８ （） ３ （） ２ 风切变 ；３ 波束 宽度 ；４ 数据 处理 ； ５ 镜式 反射 ；６ 不 同直径 的降水粒 子 产生 的下 落末速 度 的不均 匀 分 （） （） （） （）
航空器空中颠簸等级划分标准应用研究
航空器空中颠簸等级划分标准应用研究作者：袁江来源：《科技风》2017年第07期摘要：本文将现有颠簸强度评定标准对比分析，重点介绍了涡流消散率的作用和应用。
具有预报能力的涡流消散率、可以进行实时判断的空速表和体感判断以及进行事后数据分析的过载增量共同构成了航空器飞行中空中颠簸强度等级判定体系。
随着机载计算机性能的不断提升，利用涡流消散率进行颠簸预报将是发展的趋势。
关键词：空中颠簸；颠簸强度；涡流消散率中图分类号：U8 文献标识码：A通过近年的不断努力，我国民航取得了长足的发展。
2016年我国境内民用航空（颁证）机场共有218个（不含港、澳、台），全年旅客吞吐量首次突破10亿人次，完成101635.7万人次，货邮吞吐量1510.4万吨，完成飞机起降923.8万架次。
行业运行数据不断提升的情况下，不安全事件也频频发生。
其中空中颠簸目前已成为严重威胁飞行安全的主要天气现象之一，对空中飞行秩序、飞机机体结构和旅客安全都有很大的影响，是民航飞行较难防范的安全隐患之一。
对航空器空中颠簸进行有效处置乃至预测显得尤为重要[ 1 ]。
1 颠簸的定义及危害飞机颠簸是指飞机在飞行中遇到扰乱气流，就会产生震颤、上下抛掷、左右摇晃，造成操纵困难、仪表不准的现象。
经研究表明，飞机颠簸往往是由那些与飞机尺度相当的、无一定顺序出现的那部分涡流造成，这种乱流称为“飞机乱流”。
轻微的颠簸会给飞行带来困扰，严重的颠簸则会导致空难的发生[ 2 ]。
飞行上：轻微颠簸会给机组及乘客带来不适，长时间的颠簸会造成飞行人员和乘客的紧张和疲劳，甚至危及安全。
中度颠簸则会使飞机操纵困难，甚至失去操纵。
严重颠簸甚至会损害飞机结构，减少发动机功率，造成严重后果。
服务上：颠簸情况下会暂停空中餐饮服务，乘客应按照指示不得随意走动并系好安全带，乘客的飞行感受很差，中度以上颠簸给乘客带来的恐慌情绪也会影响客舱安全管理。
因颠簸造成的航空事故会使旅客和机组受伤，会给航空公司带来经济损失和负面影响。
湍流理论研究进展简介
湍流理论研究进展简介摘要：湍流的机理使用许多方法从不同的侧面予以揭示，但问题的解决仍很漫长。
由于一些新技术在湍流实验方面的广泛实践和应用，人们开始对湍流整体的认识更加深入，从而揭示出新的实验现象、验证已有的理论成果。
关键词：湍流；研究进展；N-S方程；数值模拟湍流行为的有限维非线性动力系统的渐近解接近不规则性，但是存在较大困难的是，从理论上把有限维非线性动力系统理论推广到属于无限维非线性动力系统的偏微分方程的初边值问题。
但是在湍流研究的实践中，在大雷诺数的情况下，N-S方程的初边值问题，渐近解的不规则性。
其中一个证据是利用近代先进的计算机来数值求解N-S方程的实验。
在一些简单几何边界流动的数值实验中，不规则解在时间、空间上得以模拟，并且可以得到由这些解的系综统计或时间平均中得到和物理实验相同的统计结果，其次一个证据是Lorenz的奇怪吸引子解，在N-S方程有限维近似解中发现，当雷诺数很大时，方程存在长时间的不规则振荡解，这种解被称为奇怪吸引子，正是Lorenz的研究才开启了近代混沌理论研究的先河。
一、研究进展及启示在湍流理论中，Reynolds提出了两个理论，一个理论是把流动变成脉动部分和平均部分，另一个理论是流动状态稳定性的判断依据[1]。
第二个理论的判断依据是：（1）。
一些具有关联形式（2）的附加项出现在平均运动方程中，则湍流应力张量的分量是；因此，在平均部分中不可压缩流体的所有应力分量可以表示为：（3）在湍流理论的研究过程中，出现了许多常见问题：对于具有变化物理特性的系统，如何确定（3）中的物理参量，；在层流流动中存在有稳定性问题，不可压缩流体运动在确定临界雷诺数的过程中表现出来的不确定性问题，层流转变成湍流的原理问题，这是由于该不可压缩流体存在着一个变换区域，该变换区域是稳定的层流变换成表征掺混现象的平稳湍流；由于出现表观湍流应力张量的分量导致雷诺方程的不封闭问题，有关的效应在湍流扰动的影响下出现同介质物理性质脉动；导电介质的湍流与电磁场之间的相互影响；在湍流流动的边界条件上，尤其是拥有一定的边界上，在距离固定壁面不远处存在有层流区间，该区间的下边界条件为流体附着在固定壁面上，而把湍流能量达到最大值作为其上边界条件。
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撞 上 机舱 顶 ，２ ０多 名 乘 客 及 机 组 成 员 头 部 或 颈 部 受伤 ］ 。２ ０ １ ３年 ５月 ２ ６ 日， 一 架 新 加 坡 航 空 公 司 的空 客 Ａ３ ８ ０飞机在 巡航 至安 达 曼 海上 的万 米 高 空 时毫无 征 兆地遭 遇 重度 晴空 湍 流 ， 飞 行 高度 急 坠 ３ Ｏ 多米， 造 成 多 人 严 重 受 伤 。ｗｉ ｌ ｌ ｉ ａ ｍｓ等 指 出 ， 到 ２ ０ ５ ０年 ， 二 氧化碳 浓度 的增 加 将 引起 晴空 湍 流 的 总 体强 度增 强 １ Ｏ ～４ Ｏ ， 在巡 航 高 度 的发 生 频 率提
（ 解放军理工大学气象海洋学 院 ， 南京 ２ １ ０ ０ ０ ０ ）
摘 要 晴空 湍 流 是 威 胁航 空 安 全 的 一 种 极 端 危 险 性 天 气 ， 因 其 不 伴 有 明显 的天 气 现 象 ， 机载雷达 难以探测 ， 故 对 飞 行安全威胁 巨大， 因此 对 于 晴空 湍 流 的形 成 机 制 与 预 警 预 报 的 研 究 十 分 重 要 。从 晴 空 湍 流 的 形 成 机 制 、 晴 空 湍 流 的 观 测 手 段 和 晴 空湍 流 的 预 报 方 法 ３个 方 面 ， 对 近 十 年 国 内 外 有 关 研 究 进 行 归 纳 和 综 述 。重 点 引 述 了惯 性 重 力 波 在 晴空 湍 流 形 成 中 的 重要 作 用 、 多 种 新 型 观测 手段 为 晴 空 湍 流 研 究 提 供 宝 贵 的 实 况 资 料 、 基 于 湍 流 指 数 集 成 算 法 的 晴空 湍 流 数 值 预报 等 重 要 进 展 。本 文 对 晴 空 湍 流 未 来 的研 究 趋 势进 行 展 望 。
义， 晴 空 湍 流 指 出现 在 ６ ０ ０ ０ ｍ 以 上 高 空 且 与 对 流
在 由天气 状况 不佳 引起 的飞 行 事 故 中 ， 起 因是 大气
湍流 的超 过半 数 ， 因 此 遭 遇 湍流 是 造 成 机 上 人 员 受 伤 的首要 原 因 ， 并 造 成 巨大 经济 损 失 ｌ ＿ ６ ］ 。其 中 ， 由 于 晴空湍 流并 不伴 有 可见 的天 气 现 象 且 尺度 较小 ， 机 载气象 雷 达等设 备难 以探 测 ， 故 对 飞 行 安 全 造 成 巨大 威胁 ｌ ｌ ８ ］ 。２ ０ ０ ７年 ７月 ６日，由悉 尼 飞 往 广 州 的Ｃ Ｚ ３ ２ ２航班 ， 在 菲律 宾南 部海 域上 空巡 航 高度上 突遇 晴空 湍 流 ，飞 机 急 速 上 抛 后 又 急 速 下 降 十 几
第４ ３ 卷第 １ 期
２ ０ １ ５年 ２月
气
象
科
技
Ｖｏ １ ． ４３， ＮＯ． １ Ｆｅ ｂ． ２０１ ５
Ｍ ＥＴ Ｅ（ ） ＲＯ ＬＯＧ Ｉ ＣＡ Ｌ ＳＣＩ ＥＮ ＣＥ Ａ Ｎ Ｄ ＴＥＣＨ Ｎ Ｏ Ｌ（ ） ＧＹ
近 １ ０年 晴空 湍 流 的研 究进 展
周 林 黄 超 凡
米， 维 持 时间 ２ ０多 秒 。 机 上 有 人 员 飞 离 座 位 ， 头 部
云无关 的大 气湍 流 ， 它 不 包 括 与 对 流性 不 稳 定 边 界 层及 深厚 对 流有关 的湍流 ， 但不 排 除非对 流性 云 （ 主 要是 卷 云 ） 中存 在 的湍 流 。通 常 情 况 下 ， 不 特 别
关 键 词 晴 空湍 流 ； 观测手段 ； 预报方法 ； 研 究 进 展
引 言
高４ ０ ～１ ７ ０ ％［ ＝ ｌ 。因此 ， 晴空 湍 流 的研 究 历 久 弥
新， 任 重道 远 。
众所周知， 气 象 条 件 对 于航 空 飞 行有 着 重 大 影 响 。随着 航 空业 飞 速 发展 ， 飞行 安 全 的保 障 日益 紧
要 。研 究 表 明 ， 影 响 飞行安 全 的主要 天气 现象 有 ： 大 风 和低 空风 切变 、 低 能见度 、 湍 流和 飞机 积冰 等＿ １ ］ 。
本 文 从 晴 空湍 流 的 形成 机 制 、 观 测 手段 和预 报
方 法 ３方 面 回顾 国 内 外 晴 空 湍 流 研 究 进 展 ， 并 预 测 未 来研 究 的趋势 和 突破点 。 １ 晴 空 湍 流 的 形 成 机 制
晴 空 湍 流 根 源 于 动 力 不 稳 定 ，Ｋｅ ｌ ｖ ｉ ｎ — Ｈｅ ｌ ｍ— ｈ ｏ ｌ ｔ ｚ （ Ｋ— Ｈ） 不 稳 定 是 最 为 公 认 的 晴 空 湍 流 的 产 生 机 制 。在 层 结 稳 定
ｈ ｔ ｔ ｐ ： ／ ／ ｗｗｗ． ｑ ｘ ｋ ｊ ． ｎ ｅ ｔ ． Ｃ Ｆ Ｉ 气 象 科 技
空 湍流 区在水 平方 向上长 约 ８ ０ ～５ ０ ０ ｋ ｍ（ 沿 风 向） ，
宽约 ２ ０ ～１ ０ ０ ｋ ｍ（ 垂 直 于 风 向） ， 垂 直 方 向 上 厚 约
５ Ｏ ０ ～１ ０ ０ ０ ｍ， 生 命 史 约半 小 时 至一 天 ［ １ 。飞 机 在 飞越 晴空 湍 流区 时发生 的颠 簸 ， 称 晴空颠簸 。
湍 流能 引起 飞机 颠簸 ， 严 重降低 乘 员舒适 度 ， 剧 烈颠 簸甚 至 造 成 乘 员 受 伤 、 飞机失控 坠毁等灾难 。
晴空 湍 流 的研 究 可 以追 溯 到 １ ９世 纪 ５ ０年 代 ， 存 在许 多不 同 的定 义 。例 如 ， Ｐ ａ ｏ等 ｕ最 早 的定 义 为 不处 在 或 不 邻 近 于 可 见 对 流 系 统 的 所 有 湍 流 ， Ｂ ｅ ｃ ｋ ｗｉ ｔ ｈ ［ １ 。 则定 义 为 近地 面 摩 擦 层 之 外 的所 有 非 对 流性起 因的湍 流 。本文 使用 近年 来逐 步规 范 的定