3.3.1　风切变风场模型

3.3.1　风切变风场模型

为了模拟出整个空间风场范围内的X-Y-Z 3个方向的风场速度。根据风切变风场特性，本人和参考文献［34-35］的作者在同一个课题组共同研究风切变模型。在共同研究的基础上建立并完善了一个微下击暴流的风场模型。

风场模型的参数与中间变量说明如下：

·风场的中心位置x向　　　　 ax

·风场的中心位置y向　　　　 ay

·风场的特征半径　　　　　　R

·水平气流高度上限　　　　　ha

·初始参考速度，向下为正　　V0

·风场x，y方向的扭曲因子　　GX，GY

·风场强度增益因子　　　　　Gw

·飞机的高度，向上为正　　　H

·飞机沿y轴向的位置坐标　　 Y

·飞机沿x轴向的位置坐标　　 X

·X向环境风速　　　　　　　 wx

·Y向环境风速　　　　　　　 wy

·风场的X向风速　　　　　　 Vx（初始值Vx0＝wx）

·风场的Y向风速　　　　　　 Vy（初始值Vy0＝wy）

·风场的Z向风速　　　　　　 Vz（初始值Vz0＝0）

·单位换算　　　　　　　　 1ft＝0.304 8m

（1）垂直气流的速度

①计算飞机的径向距离

其中，为避免下一步除0，设d最小值为2.0。

②计算l，一个有关飞机位置、暴流位置和扭曲因子的参量

其中，为避免除0，f最小值为0.002，l最小值为2.0。

③计算高度方向Z向的径向速度分量

④垂直气流径向分布（由径向比率表示）

由这个Z向的速度可以看出，垂直梯度只出现在1.0≤Δ≤2.0时，其他空间区域的Z向速度分量为恒定的值。

（2）水平气流的径向速度

①径向速度分布变量Vrd是在Δ＝1.0的条件下由高度变量H定义的，即

注意：考虑近地边界速度衰减，即当H＜50时，Vrd＝Vrd·（0.65＋0.004 5·H）。

②径向速度Vr由距垂直轴距离计算，即

③计算x，y方向的径向速度分量

（3）风场各向风速计算

微下击暴流风场的各向风速分量是由各自的径向速度分量和初始环境速度分量组成，因此，由以上推导可得到风速的各向分量为