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《基于VonKarman模型的三維大氣紊流仿真.pdf》由會員上傳分享，免費(fèi)在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在行業(yè)資料-天天文庫。
1、第24卷第1期計算機(jī)仿真2007年1月文章編號:1006-9348(2007)01-0035-04基于VonKarman模型的三維大氣紊流仿真張峰,汪沛,王沖,謝芳林(空軍航空大學(xué)軍事仿真技術(shù)研究所,吉林長春130022)摘要:為提高飛機(jī)飛行動力學(xué)系統(tǒng)的仿真逼真度,提出一種新的大氣紊流模型,并研究出在實時仿真中的實現(xiàn)技術(shù)。改變以前基于Dryden模型的建模方法,對不能直接用于仿真模擬的VonKarman大氣紊流模型進(jìn)行有理化處理,得出逼近于VonKarman模型的新的紊流模型,確定新的濾波器參數(shù),從
2、而在時域內(nèi)實時生成大氣紊流。通過頻域上的分析比較和時域的仿真計算,結(jié)果表明該模型生成的紊流比以往的Dryden模型更好地符合了大氣數(shù)理統(tǒng)計特性,并解決了VonKarman的仿真實現(xiàn)問題。數(shù)值模擬算法可直接應(yīng)用于模擬器的空氣動力學(xué)運(yùn)動方程,從而使飛機(jī)在風(fēng)場中的模擬更加真實,對模擬器的研制具有實際意義。關(guān)鍵詞:大氣紊流;頻譜密度;飛行仿真中圖分類號:TP391文獻(xiàn)標(biāo)識碼:ASimulationofThree-DimensionalAtmosphericTurbulenceBasedonVonKarmanModelZH
3、ANGFeng,WANGPe,iWANGChong,XIEFang-lin(InstituteofMilitarySimulationTechnology,AvationUniversityofAirForce,ChangchunJilin130022,China)ABSTRACT:Inordertoenhancethefidelityoffightdynamicsystemsimulation,thispaperproposesanewatmosphericturbulencemode,landfurtherst
4、udiestherealizationtechniqueinrealtimesimulation.Tocalculatethedynamicturbulence,thispaperpurposesanewmodelingmethod,basedonVonKarmanmodelwhichcannotbeusedtosimulatedirectly,insteadofthemodelofDrydenusedbefore.ByrationalizingVonKarmanmode,theatmosphericturbule
5、nceisgeneratedinrealtimetocalculatefilterparameter.TheanalysisinfrequencydomainandsimulationresultintimedomainshowthatthismodelhasbetterstatisticalcharacteristicthantheDryden3-Dmode,landhassolvedtherealizationprobleminsimulationofVonKarmanmode.lThenumericalana
6、loguealgorithminthispapercouldbeusedinatmosphericdynamicmotionequation,inordertomakethesimulationmorelifelikeinwindfield,andithassomepracticaleffecttothedevelopmentofsimulator.KEYWORDS:Atmosphericturbulence;Spectraldensity;Flightsimulation1引言對大氣紊流的模型描述中有Dryden
7、模型和VonKarman模隨著現(xiàn)代計算機(jī)技術(shù)的發(fā)展,飛行仿真為飛行試驗和訓(xùn)型,但Dryden模型和VonKarman模型的建模理論體系卻截練提供了沉浸式的模擬。同時為了給飛行員提供身臨其境然相反。Dryden模型先根據(jù)經(jīng)驗建立大氣紊流相關(guān)函數(shù),然的逼真模擬,飛行建模必須對飛機(jī)運(yùn)行的大氣、空間環(huán)境進(jìn)后推導(dǎo)頻譜函數(shù);而VonKarman模型則相反,先根據(jù)大量的行逼真的表示和描述,用以全面地體現(xiàn)各種自然環(huán)境條件對測量和統(tǒng)計數(shù)據(jù)建立大氣紊流的頻譜函數(shù),再推導(dǎo)出相關(guān)函飛機(jī)性能參數(shù)的影響,這將使飛行仿真的逼真度提高到一個數(shù)。相比
8、之下VonKarman模型比Dryden模型更反應(yīng)大氣紊新的層次。大氣紊流是指疊加在平均風(fēng)上的連續(xù)隨機(jī)脈動,流的特性。但由于Dryden模型的頻譜函數(shù)為有理式,可作它和風(fēng)疊加而成的風(fēng)場是對飛機(jī)有重要影響的一類大氣、空因式分解,所以以往的研究中常對Dryden模型進(jìn)行共軛分間環(huán)境。雖然按照Navier-Stoke方程、連續(xù)方程及其它一些解從而來生
