风切变

摘要： 采用CFD方法,对一台两叶片的水平轴风力机在均匀来流和风切变来流两种来流条件的尾迹特性进行定常数值模拟,研究其尾迹区内轴向速度亏损以及湍流强度变化。结果表明:两种来流条件下,轴向速度在尾迹区内不同位置沿径向的分布都近似由“M”形分布逐渐变为“V”形分布,但在风切变来流下垂直平面的上下部轴向速度并不对称;在水平平面上,风切变来流条件下由于来流的不均匀性以及风轮旋转效应,使得风轮中心线后左右侧的轴向速度出现不对称;在来流湍流强度一定时,不同的来流条件对风轮后湍流强度的影响较小。

摘要： 针对运载火箭加速度计反馈主动减载实施效果评价,提出一种基于主动减载姿态动力学稳态分析的评价方法,在传统的“载荷侧滑角”评价指标基础上增加了“姿态偏差”、“摆角需求”和“弹道偏离”评价。稳态分析中考虑了结构干扰的偏置效应以及质心运动对风的抵消效应,重点推导了风切变对于火箭姿态动力学特征参数的影响机理。某型号案例分析结果表明,在典型“平稳风+切变风”风场作用下,主动减载技术在4项评价指标上均取得理想实施效果,并且显著缓解风切变导致的姿态参数快变现象。

摘要： 针对大风天气对飞行安全的影响,结合内蒙古地区的乌兰察布机场的气候特征,分析大风天气形成的原因,总结大风天气背景下对飞行安全造成影响的种类,梳理大风天气对飞行安全的影响程度,从严格规章制度、完善进近准备、牢固树立稳定进近意识、扎实的拉平与着陆技术和果断复飞决策五个方面提出大风天气背景下安全飞行的应对措施,达到航空公司在恶劣天气背景下持续安全的目的。

摘要： 飞机大气运动参数(如空速、迎角、侧滑角等)由传统机载大气数据系统测量得到,传统大气数据系统存在测量失灵、空速管结冰等诸多性能缺陷,已不能满足现代飞机对机动性、可靠性、安全性、舒适性、经济性等性能要求,为克服传统大气数据系统的缺陷,国外率先开展了激光方法测量大气运动参数。本文介绍了激光大气运动参数测量技术的原理及实现的两种技术方案,综述了激光大气运动参数测量技术在大气运动参数精确测量、传统大气数据系统飞行校准、飞机前方风切变、湍流的探测识别等方面的应用情况。最后对激光大气运动参数测量技术未来发展趋势以及量子技术的应用进行了展望。

摘要： 为了保证风电机组定场址安全性复核时对边界条件的正确选取,更好地保障机组的安全性,基于Bladed软件,以某双馈风力发电机组为例,分析不同风切变、入流角和对风误差等风况特性对风力发电机组关键部位载荷的影响。研究结果表明,叶片摆振与塔架俯仰载荷对对风误差、风切变与入流角敏感度较低,而叶片挥舞与塔架倾覆载荷受对风误差、风切变与入流角影响较大,并且随着风速的增大影响变大。此研究结果能为机组安全性复核时计算边界条件的选取提供一定的依据。

摘要： 银川河东机场雷暴出现时间有很强的季节性特点,集中出现在夏季,7月份出现日数最多,且有明显的日变化规律,出现在13-15时(UTC)的概率最大。雷暴平均持续时间81分钟,持续时间小于2小时的雷暴占比达79%,集中发生在7月、8月和9月的雷暴往往伴有中到大的降水和低空风切变,此时正是河东机场暑运繁忙时段,对于航班有比较大的影响;同时银川河东机场最近几年风切变维持在多发态势,并且多发生在每年春夏和夏秋换季的月份。

摘要： 为了研究江苏地区下击暴流的结构特征,利用常规天气资料、雷达探测资料、自动气象站观测资料和ERA5再分析资料等,选取2007—2018年江苏地区19个典型下击暴流过程进行统计分析。结果表明:江苏下击暴流的分布呈北多南少,以湿下击暴流为主,7月是下击暴流的高发月份,孤立风暴型下击暴流具有弱的天气尺度强迫和上干下湿的结构,风暴移速较慢,飑线镶嵌型下击暴流具有很强的天气尺度强迫特征,风暴移速较快。下击暴流影响期间地面温度变化剧烈,温度降低伴随有明显风速增大过程。统计显示,产生下击暴流风暴的环境温度平均垂直递减率为6.8°C/km,能够保证负浮力的维持,干冷空气被中层辐合气流夹卷进入风暴内进一步加强了下沉气流,使得下击暴流得以维持和加强。下击暴流的初生阶段,强反射率因子核心和中层径向辐合出现在下击暴流发生前20-30 min,成熟阶段,强反射率因子核心高度有明显降低,低层呈辐散结构。

摘要： 以2 MW风电机组为研究对象,评估了风切变效应对输出功率及年发电量的影响。用三级Taylor展开式描述风切变指数近似模型,通过模型分析了风速、风电机组结构参数、风切变之间的关系。通过现场试验,测试并计算了不同风切变条件下风电机组的功率曲线。结合试验场地测风塔年风频数据,分析了风切变对机组年发电量的影响。结果表明:当风切变指数大于0.25时,风电机组的功率曲线及发电量降低较为明显。

摘要： 本文利用贵阳机场CFL-03型风廓线雷达结合多源数据对2021年7月17日贵阳机场一次强对流天气进行了综合分析,研究表明:风廓线雷达资料能很好地反映贵阳机场上空水平风随高度的分布情况,从而为强对流天气的短临监测和预警提供十分有用的帮助信息,诸如判断低层大气冷暖平流,低空急流强度,冷空气入侵信号等;通过风廓线雷达的实时监测和产品应用,可以有效地捕捉到强对流天气发生前本地边界层内大气环境发生变化的微弱讯号,风廓线雷达的垂直速度、信噪比和谱宽都与短时强降水有着很好的关联,且信噪比和谱宽在强降水开始前30分钟左右出现了显著的变化特征,这些信号再结合多普勒气象雷达的实时探测,可以为高时空分辨率的预警服务提供有力的支撑;贵阳机场风廓线雷达安装于跑道南端入口处,其不仅可以实时测风,还可以计算出水平风的垂直切变指数,从而为进近和起飞的飞机提供垂直方向上的风切变预警。

摘要： 本文利用FNL 1˚ * 1˚再分析数据、EC-thin数值预报、激光雷达数据、机场周边气象站、机场AWOS等资料对乌鲁木齐机场2022年4月18日~19日春季天气背景下的一次东南大风天气过程及低空风切变特征进行分析,结论如下:此次东南风长时间维持的原因为:1) 本次东南大风以锋前减压加回流型为主。2) 新疆脊区发展导致冷空气从脊前补充南下,使得东疆至甘肃一带冷槽维持;脊区东升导致高压南压,高压主体稳定在西藏青海一带并明显加强,地面逐渐形成东高西低、南高北低的气压形势场。北疆地区受低压系统和其前部减压影响,更有利于维持东高西低的气压场形势。3) 达坂城站与乌鲁木齐机场的气压场与机场风速的相关性较好。4) 在东南风持续期间,R07与MID端有明显的风速差,其风切变值超过安全阈值。5) EC-thin数值预报对此东南风的预报时长误差较大,预报风场的风速明显比实况偏大。6) 激光雷达风廓线资料700~1200米高度及500米高度的东南风层资料对本场东南风预报有一定的参考价值。

摘要： 研究了舰尾风场作用下的舰载机着舰安全性问题.建立了风切变影响下的舰载机模型,研究了风切变在舰载机着舰过程中对驾驶员诱发振荡(Pilot Induced Oscillation,PIO)的影响,研究了重新构型的舵机速率限制器在舰尾风场环境中对PIO的抑制作用.仿真结果表明,舰栽机在着舰下滑过程中风切变对PIO的影响有限,但会使舰载机突然出现短暂的"点头"现象,导致驾驶员以高增益操纵飞机,造成作动器速率达到饱和,从而诱发PIO.采用带反债及旁通的舵机速率限制器与速率限制器前置滤波器相配合,对由飞机操纵系统中的非线性特性引发的PIO有较好的抑制效果.

摘要： 本文以泸州云龙机场为例,利用NCEP/NCAR水平和垂直风场再分析资料(2006-2012年),通过插值方法,将模式资料订正到泸州搬迁机场上空,来分析机场上空的风切变特征.并与宜宾探空站的925hPa等压面上的(2006-2010年)逐月风速资料,对模式资料代表性进行可靠性检验,最后通过泸县气象站观测资料分析了该区域的雷暴特征.结果表明:该区域年雷暴日数较少;低层600m及其以下附近地区,近7年平均的水平风垂直切变在0.6m/s以内,极端的水平风垂直切变在0.8m/s以内;近7年平均的垂直风垂直切变在-0.12～-0.04Pa/s之间(负值代表上升运动),盛行上升气流.综合以上可知,云龙机场低空的水平、垂直风速切变对飞行安全影响不大.

摘要： 本文利用“西北干旱区陆-气相互作用野外观测实验”加密观测期间在敦煌站的观测资料以及大涡模式,模拟了对流边界层的发展,以及示踪物从混合层向残留层传输的时空变化.模拟的对流边界层的结构及演变特征与实测结果基本一致.进一步通过有风切变和无风切变的敏感性数值试验,研究了风切变对垂直速度、位温和示踪物浓度的水平分布以及示踪物传输高度的影响.研究结果表明,在有风切变的试验中(甚14至风切变仅存在于近地层中),对流边界层的增长加强,而且示踪物被传输的高度也较高.与浮力驱动的对流边界层相比,由浮力和风切变共同驱动的边界层中上升气流较弱而下沉气流较强,但前者的上升气流与下沉气流的分布在垂直方向上更为倾斜.由于夹卷作用的增强,浮力和风切变共同驱动的对流边界层较浮17力驱动的对流边界层暖.在夹卷层,浮力和风切变共同驱动的边界层对流的上升气流和下沉气流都比浮力驱动的边界层对流中的强,而且垂直速度的概率密度函数(PDFs)分布也较对称,其位温和示踪物浓度的PDFs分布也比浮力驱动的边界层中的平直.对湍流动能(TKE)收支的分析也表明风切变对TKE有重要影响,尤其对夹卷层中的TKE切变产生项影响较大.示踪物浓度的PDFs垂直分布显示,浮力驱动的边界层中示踪物浓度随高度变化较小,而浮力和风切变共同驱动的边界层中示踪物浓度随高度递减,但是示踪物传输的高度比较高.

摘要： 在起飞阶段,大气扰动,尤其是风切变,是造成民用飞机飞行失败的主要原因之一.本文建立了高逼真度的微下击暴流风场模型,模拟大气扰动对飞行的影响.通过不同风场的切换和复合,可以模拟复杂风切变下民用飞机起飞的情况,通过仿真验证研究控制方法在起飞控制上的效果.

摘要： 本文利用FY和MTSAT卫星资料、ERA Interim再分析资料、黄渤海浮标站资料、黄渤海自动站逐小时观测资料等对发生在2015年4月28-29日的渤海海雾成因进行了分析,着重探讨了海雾形成过程中的海气相互作用.结果发现,近海面处大气低层逆温层抬升,90％以上大湿度区向上向西扩展,对海雾形成非常有利;海雾生成前、生成发展过程中存在明显东到东南风,有利于黄海水汽向渤海输送,海面上空有水汽通量大值区由渤海海峡向渤海中部移动,使得渤海上空水汽输送加强,提供了海雾形成所需的水汽;海雾形成过程中渤海上空气温高于海温,风切变造成的海气界面湍流热交换为大气输送向海洋,使得冷海面上空暖湿空气降温冷却达到饱和形成海雾,是平流冷却雾.

摘要： 利用加密自动气象站资料和NCEP再分析资料对2014年7月30日松原市午后发生的一次局地暴雨进行了分析,得出如下结论:充足的水汽由孟加拉湾和西太平洋地区的台风夏浪经过渤海输送到降水区域,并且在中纬度地区上空有较强风切变和垂直运动.源源不断的水汽供应、较强风切变、强对流天气是造成本次局地暴雨的三个重要条件.在2014年7月30日08时500hpa高度场上存在明显的风切变,到14时风切变发展旺盛,风切变的初生阶段,涡度场、湿度场有增强的趋势.到风切变发展强盛时期(7月30日14时),垂直运动明显增强,且风切变下方有暖性湿舌发展,在风切变所在的区域有明显的速度的辐合.

摘要： 由于下击暴流的风切变对飞机起降时的威胁极大,可能造成灾难性的后果.本文基于下击暴流的经典模型及其生命演变过程并结合实际观测数据,设计了下击暴流经典模型模块,可生成下击暴流成熟期、爆发期和消散期的三维风场以及反射率因子分布场,用于提供给航空机载雷达的抗风能力等进行测试.通过计算F因子对下击暴流模型数据集进行了先期测试.

摘要： 通过统计西北地区四大机场64次风切变发生的高度、时间分布得到机场对风廓线雷达探测高度要求为50～3000m,为了达到探空要求,风廓线雷达的天线口径应该选择2.4m;统计2012年西安成阳国际机场资料分析得到了风廓线雷达的实际探测高度与温度和湿度程正相关,并且风廓线雷达随湿度变化的梯度比较大,而随温度变化的梯度较小,发射功率应该根据机场的温湿度特点来选择;风廓线雷达的安装位置应保证航空器飞经时的高度在有效探空区。

摘要： 对航行活动影响较大的主要是大气紊流和风切变,尤其以低空风切变危害最大,微下冲气流则是最危险的低空风切变形式.为了回避和改出危险的微下冲气流,必须对其模型和风剖面速度特点有一定的了解和研究. 本文采用折线封闭涡环建立微下冲气流的流体动力学模型.并根据微下冲气流的数据模型在Visual Studio C++中设计微暴界面,用Visual C++编程实现改变微暴参数时风场的不同速度剖面图.所设计的界面直观的将飞机在风场中各点的风速给出,即可方便的定性分析微下冲气流对飞行的影响而确定正确的飞行对策.

摘要： 2019年5月5日,SSJ-100型客机在莫斯科谢列梅捷沃机场发生事故,飞机迫降并二次进场才成功降落,落地时起落架折断,发动机起火,造成重大人员伤亡和财产损失.由于当时天气恶劣,本文对当时的天气情况进行分析,得出可能的天气影响因素.分析结果表明,当时的对流云团(CB云)及进近时地面较大侧风是可能的事故原因.

摘要： 本发明提供一种机载风切变仪及风切变探测方法，该风切变仪包括雷达天线、收发开关、信号发射系统、实时信号接收系统、风切变数据处理系统和风切变预警输出显示系统；雷达天线安装在机头，波束指向载机正前方；收发开关与信号发射系统、实时信号接收系统以及雷达天线连接，用于在不同的工作模式下将信号发射系统或者实时信号接收系统接入工作电路中；信号发射系统与雷达天线连接，用于在设定的时间间隔内产生高频脉冲，通过雷达天线发射出去；实时信号接收系统与风切变数据处理系统相连，将接收到的数据发送至风切变数据处理系统，风切变数据处理系统将数据经计算得到风切变强度信息。

摘要： 本发明提供一种风电机组极端风切变的识别方法，包括以下步骤：基于紫外曝光技术分别采集风电机组三个叶片的反射波长数据；根据所述反射波长数据计算每个叶片根部挥舞弯矩；对所述叶片根部挥舞弯矩作滤波处理，并基于多叶片变换算法将所述滤波后的叶片根部挥舞弯矩投射到风轮旋转平面，计算得出风轮推力力矩、风轮倾覆力矩和风轮偏航力矩；根据所述风轮推力力矩、风轮倾覆力矩和风轮偏航力矩计算风切变指数计算值；将所述风切变指数计算值与预设最大风切变指数比对，判定风电机组是否处于极端风切变工况。本方法通过监测叶片根部挥舞弯矩计算出风切变强度，进而识别极端风切变工况，避免了传统风切变测量方式的贵重设备和维护成本的投入。

摘要： 本发明提供了一种机载雷达低空风切变风场回波风速的估计方法，风切变雷达回波信号由白噪声通过p阶全极点滤波器建模产生，计算低空风切变雷达回波信号的自相关系数，再计算自回归模型的系，由此得到风切变雷达回波功率谱，通过计算方程的极点，求出极点对应的速度，对极点的速度进行判断，即可输出功率和平均风速。本发明计算量小，克服了以往方案的局限，不需要对杂波进行滤波，保证了风场回波的准确性；不存在极点向地杂波方向的漂移，从而使结果更准确。从仿真结果容易验证，本发明提出的风速估计方法能够很好的反映出真实风速，方法有效、可靠，且适用于湍流情形和地杂波较强情况下的风切变信号处理。

摘要： 本发明提供一种机载风切变仪及风切变探测方法，该风切变仪包括雷达天线、收发开关、信号发射系统、实时信号接收系统、风切变数据处理系统和风切变预警输出显示系统；雷达天线安装在机头，波束指向载机正前方；收发开关与信号发射系统、实时信号接收系统以及雷达天线连接，用于在不同的工作模式下将信号发射系统或者实时信号接收系统接入工作电路中；信号发射系统与雷达天线连接，用于在设定的时间间隔内产生高频脉冲，通过雷达天线发射出去；实时信号接收系统与风切变数据处理系统相连，将接收到的数据发送至风切变数据处理系统，风切变数据处理系统将数据经计算得到风切变强度信息。

摘要： 一种基于切变强度因子的自适应斜坡长度风切变预警方法，首先对激光测风雷达下滑道扫描原始数据进行处理；随后对处理过的雷达测风数据进行筛选，确定用于重构下滑道上逆风廓线的数据空间范围；然后利用筛选出的数据建立逆风廓线，包括平滑公式处理、提取滑道最近点和风廓线延长；最后进行风切变位置检测；采用下滑道扫描方式下的斜坡探测预警算法的风切变强度因子在斜坡预警算法中仅作为判别公式，当有多个位置处的下滑道扫描方式下的斜坡探测预警算法得到的切变值超过告警阈值时用来找到最强切变所在位置，直接将下滑道扫描方式下的斜坡探测预警算法用作检测公式，在检测的过程中实现风切变强度的归一化。

摘要： 本发明公开了一种基于测风激光雷达的低空风切变识别和预警系统。本发明能够利用测风激光雷达对机场跑道的实测的径向速度，对机场跑道的低空风切变进行实时识别和预警。首先根据激光雷达的实测径向速度获得二维水平风矢量，在将测点的坐标和风矢量，投影到跑道坐标系上，并筛选出落在各条跑道监测区域的测点，给出顺风和侧风预警；将风切变大于指定阈值的切变段中心投影到跑道的中轴线，统计大于风切变阈值的风切变段的中心的在跑道上的分布，根据切变段的数目，确定风切变发生位置，并给出实时预警报文。本发明的风切变识别方法可快速、准确、清晰识别和预警风切变，保障飞机的飞行安全。

摘要： 一种基于多源风场数据的机场区域风切变智能识别方法，包括以下步骤，1)基于多源风场数据生成机场区域的三维精细化风场；1‑1：构建机场区域精细化风场数值模拟模型；1‑2：基于CFD模型进行仿真风场数据库的构建；1‑3：计算当前实测多源风场数据与各组CFD数据的匹配度，找到与实测多源风场数据匹配度最高的CFD仿真数据；2)基于CFD技术和WRF模式进行风场数据融合，得到三维风场；3)基于当前实测数据对融合得到的三维风场进行数值订正，得到全天候无差异的机场区域数字化风场数据；4)基于卷积神经网络对风切变进行智能识别，得到出风切变所处位置及切变强度，并结合精细化三维风场数据在三维风场数据图中进行风切变标注。

摘要： 本发明提供一种风电机组极端风切变的识别方法，包括以下步骤：基于紫外曝光技术分别采集风电机组三个叶片的反射波长数据；根据所述反射波长数据计算每个叶片根部挥舞弯矩；对所述叶片根部挥舞弯矩作滤波处理，并基于多叶片变换算法将所述滤波后的叶片根部挥舞弯矩投射到风轮旋转平面，计算得出风轮推力力矩、风轮倾覆力矩和风轮偏航力矩；根据所述风轮推力力矩、风轮倾覆力矩和风轮偏航力矩计算风切变指数计算值；将所述风切变指数计算值与预设最大风切变指数比对，判定风电机组是否处于极端风切变工况。本方法通过监测叶片根部挥舞弯矩计算出风切变强度，进而识别极端风切变工况，避免了传统风切变测量方式的贵重设备和维护成本的投入。

摘要： 本发明涉及气象探测及激光雷达应用领域，具体是涉及一种激光雷达与风廓线雷达联合探测识别风切变的方法。通过风廓线雷达获取风廓线雷达上空的风场数据，通过激光雷达获取激光雷达上空的风场数据。通过激光雷达上空的风场数据和风廓线雷达上空的风场数据，获取机场跑道上空的风切变数据，所述风切变数据包括风切变的值、发生风切变的时间、风切变的高度位置。若风切变的值大于标准值，则机场的报警系统提示告警信息，否则不提示告警信息，告警信息包括发生风切变的值大于标准值的高度位置和时间。

摘要： 本发明提供了一种机载雷达低空风切变风场回波风速的估计方法，风切变雷达回波信号由白噪声通过p阶全极点滤波器建模产生，计算低空风切变雷达回波信号的自相关系数，再计算自回归模型的系，由此得到风切变雷达回波功率谱，通过计算方程的极点，求出极点对应的速度，对极点的速度进行判断，即可输出功率和平均风速。本发明计算量小，克服了以往方案的局限，不需要对杂波进行滤波，保证了风场回波的准确性；不存在极点向地杂波方向的漂移，从而使结果更准确。从仿真结果容易验证，本发明提出的风速估计方法能够很好的反映出真实风速，方法有效、可靠，且适用于湍流情形和地杂波较强情况下的风切变信号处理。