降雨条件下飞机尾涡演化数值模拟研究

作者：周金鑫; 陈迎春; 李栋^*; 张泽宇; 潘卫军

来源：南京航空航天大学学报, 2021, 53(02): 320-328.

DOI：10.16356/j.1005-2615.2021.02.021

• 飞机尾涡
• 降雨条件
• 多相流
• 数值模拟
• 尾涡演化

降雨作为一种气象条件,与飞机尾涡相互作用,改变自身与尾涡的动力学特性。高强度的尾涡导致后机难以着陆、复飞甚至坠机等后果,因此尾涡的演化进程对评估后机的飞行安全有重要意义。为了分析尾涡与降雨的相互干扰,基于欧拉-欧拉多相流模型,研究了降雨条件下的尾涡演化特性。对于多相流模型中的空气相模拟,采用大涡模拟湍流模型,雨相通过两个标量方程控制其动力学输运,两相间的耦合利用动量源项实现能量的传递。分析了降雨对环量、涡量和涡核附近速度分布、下沉速度等尾涡演化特征量的影响。结果表明:降雨加速了环量的衰减,减小了涡心最大涡量,使速度分布趋于平滑,改变了尾涡下沉规律。另外,尾涡也影响了雨滴的下降轨迹和浓度分布。

• 单位
  西北工业大学; 中国民航飞行学院; 中国商用飞机有限责任公司