飞机尾涡流场研究：干扰板影响与近地演变

"干扰板作用下飞机尾涡流场近地演变机理研究" 这篇研究论文主要探讨了在飞机尾涡流场中，特别是在近地面环境下，飞机尾涡的强度消散以及涡核运动规律。作者魏志强、李志远、庄南剑和温瑞英在2018年的《武汉科技大学学报》第41卷第2期上发表了他们的研究成果。该研究受到了多项基金项目的支持，包括国家自然科学基金、民航安全能力建设基金、中央高校基本科研业务费和中国民航大学科研启动基金。 文章首先强调了控制和规避飞机尾涡对于飞行安全和机场运行效率的重要性。为了深入理解这一问题，研究者利用ANSYS软件中的DM模块构建了A320飞机机翼的模型，并采用了雷诺平均 Navier-Stokes (RANS) 方法，结合RKE涡黏模型来封闭雷诺应力项。在天河一号超级计算机上，他们执行了大规模的尾涡脱体数值模拟实验，采用了多段拼接方法来处理大尺度的流场计算。 通过分析实验数据，研究发现地面效应显著影响了尾涡的下沉趋势和水平运动。它改变了涡核的间距、涡量以及涡核速度等关键参数。此外，研究还引入了在尾涡流场中设置接地竖板的情景，模拟了在机场跑道端设置人工干扰板对尾涡运动和消散的影响。结果显示，地表附面层可以诱导出二次涡，这些二次涡会缠绕并影响原始尾涡的结构和动态特性。 设置干扰板后，尾涡的运动路径和消散速率发生了变化。干扰板的存在可能加速了尾涡的消散，减小了其对后续飞机的影响，从而提高了机场的运行效率和安全性。这项研究提供了对飞机尾涡控制策略的理论支持，对于优化飞行安全和机场管理具有实际意义。 这篇论文深入研究了飞机尾涡的物理现象，特别是在地面环境下的演变规律，以及如何通过人工手段如干扰板来改变这一过程。这些研究成果不仅有助于提高飞行安全，还有助于提升机场的运营效率，为未来飞机设计和机场规划提供了重要的参考依据。