用冯Kármán速度谱产生连续的风乱流gydF4y2Ba
航空航天区块/环境/风能gydF4y2Ba
的gydF4y2Ba冯Kármán风乱流模型(连续)gydF4y2Bablock使用Von Kármán谱表示,通过通过适当的形成滤波器传递带限白噪声,为航空航天模型添加湍流。该模块实现了军事规范MIL-F-8785C和军事手册MIL-HDBK-1797中的数学表示。有关更多信息,请参见gydF4y2Ba算法gydF4y2Ba.gydF4y2Ba
冻结湍流场假设对于平均风速的情况是有效的。gydF4y2Ba
均方根湍流速度或强度相对于飞机的地面速度较小。gydF4y2Ba
湍流模型描述了晴空湍流的所有条件的平均值,因为以下因素没有纳入模型:gydF4y2Ba
地形粗糙度gydF4y2Ba
递减率gydF4y2Ba
风剪gydF4y2Ba
平均风速gydF4y2Ba
其他气象类别(海拔除外)gydF4y2Ba
hgydF4y2Ba
——高度gydF4y2Ba高度,以选定单位为标量指定。gydF4y2Ba
数据类型:gydF4y2Ba双gydF4y2Ba
VgydF4y2Ba
-飞机速度gydF4y2Ba飞机速度,以选定的单位指定为标量。gydF4y2Ba
数据类型:gydF4y2Ba双gydF4y2Ba
扩张型心肌病gydF4y2Ba
-方向余弦矩阵gydF4y2Ba方向余弦矩阵,指定为3 × 3矩阵,表示平面地球坐标到固定轴坐标。gydF4y2Ba
数据类型:gydF4y2Ba双gydF4y2Ba
VgydF4y2Ba风gydF4y2Ba
-湍流速度gydF4y2Ba湍流速度,作为在同一体坐标参考中的三元素矢量返回gydF4y2Ba扩张型心肌病gydF4y2Ba输入,以指定的单位。gydF4y2Ba
数据类型:gydF4y2Ba双gydF4y2Ba
ωgydF4y2Ba风gydF4y2Ba
-湍流角速率gydF4y2Ba湍流角速率,指定为三元素矢量,单位为弧度/秒。gydF4y2Ba
数据类型:gydF4y2Ba双gydF4y2Ba
单位gydF4y2Ba
-风速单位gydF4y2Ba度量(MKS)gydF4y2Ba
(默认)|gydF4y2Ba中文(速度单位:ft/s)gydF4y2Ba
|gydF4y2Ba英语(卡丁车速度)gydF4y2Ba
由乱流引起的风速单位,指定为:gydF4y2Ba
单位gydF4y2Ba | 风速gydF4y2Ba | 高度gydF4y2Ba | 空气速度gydF4y2Ba |
---|---|---|---|
度量(MKS)gydF4y2Ba |
米/秒gydF4y2Ba | 米gydF4y2Ba | 米/秒gydF4y2Ba |
中文(速度单位:ft/s)gydF4y2Ba |
英尺/秒gydF4y2Ba | 脚gydF4y2Ba | 英尺/秒gydF4y2Ba |
英语(卡丁车速度)gydF4y2Ba |
结gydF4y2Ba | 脚gydF4y2Ba | 结gydF4y2Ba |
块参数gydF4y2Ba:gydF4y2Ba单位gydF4y2Ba |
类型gydF4y2Ba:字符向量gydF4y2Ba |
值gydF4y2Ba:gydF4y2Ba“度量(MKS)”gydF4y2Ba |gydF4y2Ba英语(速度单位:ft/s)gydF4y2Ba |gydF4y2Ba英语(卡丁车速度)gydF4y2Ba |
默认的gydF4y2Ba:gydF4y2Ba“度量(MKS)”gydF4y2Ba |
规范gydF4y2Ba
-军事参考gydF4y2Bamil - f - 8785 - cgydF4y2Ba
(默认)|gydF4y2Bamil - hdbk - 1797gydF4y2Ba
|gydF4y2Bamil - hdbk - 1797 bgydF4y2Ba
军事参考,它影响横向和垂直方向湍流尺度长度的应用,具体为gydF4y2Bamil - f - 8785 - cgydF4y2Ba
,gydF4y2Bamil - hdbk - 1797gydF4y2Ba
,或gydF4y2Bamil - hdbk - 1797 bgydF4y2Ba
.gydF4y2Ba
块参数gydF4y2Ba:gydF4y2Ba规范gydF4y2Ba |
类型gydF4y2Ba:字符向量gydF4y2Ba |
值gydF4y2Ba:gydF4y2Ba“mil - f - 8785 - c”gydF4y2Ba |gydF4y2Ba“mil - hdbk - 1797”gydF4y2Ba |gydF4y2Ba“mil - hdbk - 1797 - b”gydF4y2Ba |
默认的gydF4y2Ba:gydF4y2Ba“mil - f - 8785 - c”gydF4y2Ba |
模型类型gydF4y2Ba
-湍流模型gydF4y2Ba连续冯·卡门(+q -r)gydF4y2Ba
(默认)|gydF4y2Ba连续冯卡门(+q +r)gydF4y2Ba
|gydF4y2Ba连续冯卡门(-q +r)gydF4y2Ba
|gydF4y2Ba连续Dryden (+q -r)gydF4y2Ba
|gydF4y2Ba连续Dryden (+q +r)gydF4y2Ba
|gydF4y2Ba连续Dryden (-q +r)gydF4y2Ba
|gydF4y2Ba离散Dryden (+q -r)gydF4y2Ba
|gydF4y2Ba离散Dryden (+q +r)gydF4y2Ba
|gydF4y2Ba离散Dryden (-q +r)gydF4y2Ba
风的湍流模型,具体为:gydF4y2Ba
|
使用连续表示的冯Kármán速度光谱与正垂直和负横向角速率谱。gydF4y2Ba |
|
使用连续表示的冯Kármán速度光谱与正垂直和横向角速率谱。gydF4y2Ba |
|
使用连续表示的冯Kármán速度谱与负垂直和正横向角速率谱。gydF4y2Ba |
|
用垂直角速率谱和横向角速率谱连续表示德莱顿速度谱。gydF4y2Ba |
|
使用垂直和横向角速率谱的连续表示德莱顿速度谱。gydF4y2Ba |
|
用垂直角速率谱为负和横向角速率谱为正的连续表示德莱顿速度谱。gydF4y2Ba |
|
使用离散表示的德莱顿速度谱与正垂直和负横向角速率谱。gydF4y2Ba |
|
使用离散表示的德莱顿速度谱与正垂直和横向角速率谱。gydF4y2Ba |
|
使用离散表示的德莱顿速度谱与负垂直和正横向角速率谱。gydF4y2Ba |
连续冯Kármán的选择符合传递函数的描述。gydF4y2Ba
块参数gydF4y2Ba:gydF4y2Ba模型gydF4y2Ba |
类型gydF4y2Ba:字符向量gydF4y2Ba |
值gydF4y2Ba:gydF4y2Ba连续冯·卡门(+q +r)gydF4y2Ba |gydF4y2Ba连续冯·卡门(-q +r)gydF4y2Ba |gydF4y2Ba'Continuous Dryden (+q -r)'gydF4y2Ba |gydF4y2Ba“连续德莱顿(+q +r)”gydF4y2Ba |gydF4y2Ba连续德莱顿(-q +r)gydF4y2Ba |gydF4y2Ba离散Dryden (+q -r)gydF4y2Ba |gydF4y2Ba离散Dryden (+q +r)gydF4y2Ba |gydF4y2Ba离散Dryden (-q +r)gydF4y2Ba |
默认的gydF4y2Ba:gydF4y2Ba连续冯·卡门(+q +r)gydF4y2Ba |
6米风速定义低空强度gydF4y2Ba
-测量风速gydF4y2Ba15gydF4y2Ba
(默认)|实标量gydF4y2Ba在20英尺(6米)高度测量的风速,指定为实际标量,为低空湍流模型提供强度。gydF4y2Ba
块参数gydF4y2Ba:gydF4y2BaW20gydF4y2Ba |
类型gydF4y2Ba:字符向量gydF4y2Ba |
值gydF4y2Ba:实标量gydF4y2Ba |
默认的gydF4y2Ba:gydF4y2Ba“15”gydF4y2Ba |
风向6米(自北顺时针度)gydF4y2Ba
-测量风向gydF4y2Ba0gydF4y2Ba
(默认)|实标量gydF4y2Ba在20英尺(6米)高度测量的风向,指定为实际标量,这是一个角度,以帮助将低空湍流模型转换为身体坐标。gydF4y2Ba
块参数gydF4y2Ba:gydF4y2BaWdeggydF4y2Ba |
类型gydF4y2Ba:字符向量gydF4y2Ba |
值gydF4y2Ba:实标量gydF4y2Ba |
默认的gydF4y2Ba:gydF4y2Ba' 0 'gydF4y2Ba |
高空强度超过的概率gydF4y2Ba
-湍流强度gydF4y2Ba10^-2 -光gydF4y2Ba
(默认)|gydF4y2Ba10 ^ 1gydF4y2Ba
|gydF4y2Ba2 x10 ^ 1gydF4y2Ba
|gydF4y2Ba10^-3 -中等gydF4y2Ba
|gydF4y2Ba10 ^ 4gydF4y2Ba
|gydF4y2Ba10^-5 -严重gydF4y2Ba
|gydF4y2Ba10 ^ 6gydF4y2Ba
湍流强度被超过的概率,指定为gydF4y2Ba10^-2 -光gydF4y2Ba
,gydF4y2Ba10 ^ 1gydF4y2Ba
,gydF4y2Ba2 x10 ^ 1gydF4y2Ba
,gydF4y2Ba10^-3 -中等gydF4y2Ba
,gydF4y2Ba10 ^ 4gydF4y2Ba
,gydF4y2Ba10^-5 -严重gydF4y2Ba
,或gydF4y2Ba10 ^ 6gydF4y2Ba
.在2000英尺以上,湍流强度由一个查找表确定,该表给出了湍流强度作为高度的函数和湍流强度被超过的概率。gydF4y2Ba
块参数gydF4y2Ba:gydF4y2BaTurbProbgydF4y2Ba |
类型gydF4y2Ba:字符向量gydF4y2Ba |
值gydF4y2Ba:gydF4y2Ba“2 x10 ^ 1”gydF4y2Ba |gydF4y2Ba“10 ^ 1”gydF4y2Ba |gydF4y2Ba'10^-2 - Light'gydF4y2Ba |gydF4y2Ba“10^ 3 -中等”gydF4y2Ba |gydF4y2Ba“10 ^ 4”gydF4y2Ba |gydF4y2Ba10^-5 -严重gydF4y2Ba |gydF4y2Ba“10 ^ 6”gydF4y2Ba |
默认的gydF4y2Ba:gydF4y2Ba'10^-2 - Light'gydF4y2Ba |
中/高海拔标尺长度gydF4y2Ba
-湍流尺度长度gydF4y2Ba762gydF4y2Ba
(默认)|实标量gydF4y2Ba湍流尺度长度超过2000英尺,指定为实际标量。这个长度假设为常数。gydF4y2Ba
从军事规范来看,建议将1750英尺作为德莱顿光谱的纵向湍流尺度长度。gydF4y2Ba
请注意gydF4y2Ba
交替尺度长度值改变功率谱密度渐近线和阵风负荷。gydF4y2Ba
块参数gydF4y2Ba:gydF4y2BaL_highgydF4y2Ba |
类型gydF4y2Ba:字符向量gydF4y2Ba |
值gydF4y2Ba:实标量gydF4y2Ba |
默认的gydF4y2Ba:gydF4y2Ba“762”gydF4y2Ba |
翼展gydF4y2Ba
——翼展gydF4y2Ba10gydF4y2Ba
(默认)|实标量gydF4y2Ba翼展,指定为实标量,在计算角速率上的湍流时需要。gydF4y2Ba
块参数gydF4y2Ba:gydF4y2Ba翼展gydF4y2Ba |
类型gydF4y2Ba:字符向量gydF4y2Ba |
值gydF4y2Ba:实标量gydF4y2Ba |
默认的gydF4y2Ba:gydF4y2Ba“十”gydF4y2Ba |
限带噪声采样时间(秒)gydF4y2Ba
-噪声采样时间gydF4y2Ba0.1gydF4y2Ba
(默认)|实标量gydF4y2Ba噪声采样时间,指定为实标量,在此时间内产生单位方差白噪声信号。gydF4y2Ba
块参数gydF4y2Ba:gydF4y2BatsgydF4y2Ba |
类型gydF4y2Ba:字符向量gydF4y2Ba |
值gydF4y2Ba:实标量gydF4y2Ba |
默认的gydF4y2Ba:gydF4y2Ba“0.1”gydF4y2Ba |
随机噪声种子gydF4y2Ba
-噪音种子[ug vg wg pg]gydF4y2Ba[23341 23342 23343 23344]gydF4y2Ba
(默认值)|四元素向量gydF4y2Ba随机噪声种子,指定为四元矢量,用于生成湍流信号,三个速度分量各一个,滚转率各一个:gydF4y2Ba
俯仰角和偏航角速度上的湍流是基于垂直和横向速度整形滤波器输出的进一步整形。gydF4y2Ba
块参数gydF4y2Ba:gydF4y2Ba种子gydF4y2Ba |
类型gydF4y2Ba:字符向量gydF4y2Ba |
值gydF4y2Ba:四元向量gydF4y2Ba |
默认的gydF4y2Ba:gydF4y2Ba“[23341 23342 23343 23344]”gydF4y2Ba |
湍流在gydF4y2Ba
-乱流信号gydF4y2Ba在gydF4y2Ba
(默认)|gydF4y2Ba从gydF4y2Ba
要生成乱流信号,请选中此复选框。gydF4y2Ba
块参数gydF4y2Ba:gydF4y2BaT_ongydF4y2Ba |
类型gydF4y2Ba:字符向量gydF4y2Ba |
值gydF4y2Ba:gydF4y2Ba“上”gydF4y2Ba |gydF4y2Ba“关闭”gydF4y2Ba |
默认的gydF4y2Ba:gydF4y2Ba“上”gydF4y2Ba |
根据军事文献,湍流是一个由速度谱定义的随机过程。对于以一定速度飞行的飞机gydF4y2BaVgydF4y2Ba通过一个冻结湍流场,空间频率为Ω弧度/米,圆形频率gydF4y2BaωgydF4y2Ba是通过乘以gydF4y2BaVgydF4y2BaΩ。组分谱函数如下表所示:gydF4y2Ba
mil - f - 8785 - cgydF4y2Ba | mil - hdbk - 1797gydF4y2Ba | |
---|---|---|
纵向gydF4y2Ba | ||
|
|
|
|
|
|
横向gydF4y2Ba | ||
|
|
|
|
|
|
垂直gydF4y2Ba | ||
|
|
|
|
|
|
的变量gydF4y2BabgydF4y2Ba表示飞机翼展。的变量gydF4y2BalgydF4y2BaugydF4y2Ba,我gydF4y2BavgydF4y2Ba,我gydF4y2BawgydF4y2Ba表示湍流尺度长度。的变量gydF4y2BaσgydF4y2BaugydF4y2Ba,σgydF4y2BavgydF4y2Ba,σgydF4y2BawgydF4y2Ba表示湍流强度:gydF4y2Ba
湍流角速率的谱密度定义在文献中定义为三种变化,如下表所示:gydF4y2Ba
|
|
|
|
|
|
|
|
|
这些变化仅影响垂直(gydF4y2Ba问gydF4y2BaggydF4y2Ba)及横向(gydF4y2BargydF4y2BaggydF4y2Ba)湍流角速率。gydF4y2Ba
记住纵向湍流角速率谱,ФgydF4y2BapgydF4y2Ba(gydF4y2BaωgydF4y2Ba),为有理函数。有理函数是由曲线拟合一个复杂的代数函数,而不是垂直湍流速度谱,ФgydF4y2BawgydF4y2Ba(gydF4y2BaωgydF4y2Ba),乘以一个比例因子。由于湍流角速率谱对飞机阵风响应的贡献小于湍流速度谱,这可能解释了它们定义的差异。gydF4y2Ba
这些变化导致了以下垂直和横向湍流角速率谱的组合。gydF4y2Ba
垂直gydF4y2Ba | 横向gydF4y2Ba |
---|---|
ФgydF4y2Ba问gydF4y2Ba(gydF4y2BaωgydF4y2Ba)gydF4y2Ba ФgydF4y2Ba问gydF4y2Ba(gydF4y2BaωgydF4y2Ba)gydF4y2Ba −ФgydF4y2Ba问gydF4y2Ba(gydF4y2BaωgydF4y2Ba)gydF4y2Ba |
−ФgydF4y2BargydF4y2Ba(gydF4y2BaωgydF4y2Ba)gydF4y2Ba ФgydF4y2BargydF4y2Ba(gydF4y2BaωgydF4y2Ba)gydF4y2Ba ФgydF4y2BargydF4y2Ba(gydF4y2BaωgydF4y2Ba)gydF4y2Ba |
为了产生具有正确特征的信号,一个单位方差,带限白噪声信号通过形成滤波器。形成滤波器是在小于50弧度的归一化频率范围内有效的Von Kármán速度谱的近似值。这些过滤器可以在军事手册MIL-HDBK-1797和Ly和Chan的参考资料中找到。gydF4y2Ba
下面两个表显示了传递函数。gydF4y2Ba
mil - f - 8785 - cgydF4y2Ba | |
---|---|
纵向gydF4y2Ba | |
|
|
|
|
横向gydF4y2Ba | |
|
|
|
|
垂直gydF4y2Ba | |
|
|
|
|
mil - hdbk - 1797gydF4y2Ba | |
---|---|
纵向gydF4y2Ba | |
|
|
|
|
横向gydF4y2Ba | |
|
|
|
|
垂直gydF4y2Ba | |
|
|
|
|
湍流尺度分为两个不同的区域,其长度和强度是高度的函数。gydF4y2Ba
请注意gydF4y2Ba
计算湍流尺度长度后得到相同的传递函数。湍流尺度长度和湍流传递函数的差异平衡了偏移量。gydF4y2Ba
根据军事参考资料,湍流尺度长度在低空,其中gydF4y2BahgydF4y2Ba是以英尺为单位的海拔高度,均表示在下表中:gydF4y2Ba
mil - f - 8785 - cgydF4y2Ba | mil - hdbk - 1797gydF4y2Ba |
---|---|
|
|
湍流强度给出如下,其中gydF4y2BaWgydF4y2Ba20.gydF4y2Ba为20英尺(6米)处的风速。一般来说,对于轻微乱流,20英尺处的风速为15节;对于中度乱流,风速为30节;对于严重的乱流,风速是45节。gydF4y2Ba
该区域湍流轴方向定义如下:gydF4y2Ba
纵向湍流速度,gydF4y2BaugydF4y2BaggydF4y2Ba,沿水平相对平均风矢量对齐。gydF4y2Ba
垂直湍流速度,gydF4y2BawgydF4y2BaggydF4y2Ba,与垂直相对平均风矢量对齐。gydF4y2Ba
在这个高度范围内,块的输出被转换为身体坐标。gydF4y2Ba
对于中高海拔地区,湍流尺度的长度和强度是基于湍流是各向同性的假设。在军事文献中,标尺长度用以下公式表示:gydF4y2Ba
mil - f - 8785 - cgydF4y2Ba | mil - hdbk - 1797gydF4y2Ba |
---|---|
lgydF4y2BaugydF4y2Ba=gydF4y2BalgydF4y2BavgydF4y2Ba=gydF4y2BalgydF4y2BawgydF4y2Ba= 2500英尺gydF4y2Ba | lgydF4y2BaugydF4y2Ba= 2gydF4y2BalgydF4y2BavgydF4y2Ba= 2gydF4y2BalgydF4y2BawgydF4y2Ba= 2500英尺gydF4y2Ba |
湍流强度由一个查找表确定,该表提供了湍流强度作为高度的函数和湍流强度被超过的概率。湍流强度的关系表示为:gydF4y2BaσgydF4y2BaugydF4y2Ba=gydF4y2BaσgydF4y2BavgydF4y2Ba=gydF4y2BaσgydF4y2BawgydF4y2Ba.gydF4y2Ba
该区域的湍流轴方向定义为与体坐标对齐:gydF4y2Ba
在1000英尺和2000英尺高度之间,湍流速度和湍流角速率是通过将1000英尺低空模型的值从平均水平风坐标转换为身体坐标和2000英尺高空模型的值在身体坐标之间进行线性内插来确定的。gydF4y2Ba
[1]美国军事手册MIL-HDBK-1797, 1997年12月19日。gydF4y2Ba
美国军用规格MIL-F-8785C, 1980年11月5日。gydF4y2Ba
查克,查尔斯,T.P.尼尔,T.M.哈里斯,弗朗西斯E.普里查德和罗伯特J.伍德科克。MIL-F-8785B(ASG)的背景信息和用户指南,“军用规范-有人驾驶飞机的飞行质量”,AD869856。布法罗,纽约州:康奈尔航空实验室,1969年8月。gydF4y2Ba
[4]弗雷德里克·M·霍布利特,gydF4y2Ba飞机上的阵风载荷:概念与应用gydF4y2Ba.美国航空协会教育系列,1988年。gydF4y2Ba
Ly, U.和Y. Chan。飞机阵风协方差矩阵的时域计算。AIAA Paper 80-1615。1980年8月11-13日,马萨诸塞州丹佛斯,在大气飞行力学会议上发表。gydF4y2Ba
[6] McRuer, Duane, Irving Ashkenas和Dunstan Graham。gydF4y2Ba飞机动力学与自动控制“,gydF4y2Ba.普林斯顿:普林斯顿大学出版社,1990年7月。gydF4y2Ba
大卫·j·穆尔豪斯,罗伯特·j·伍德科克。MIL-F-8785C的背景信息和用户指南,“军用规格-有人驾驶飞机的飞行质量”。ADA119421。飞行动力实验室,1982年7月。gydF4y2Ba
麦克法兰,R。NASA-Ames飞行模拟的标准运动学模型美国国家航空航天局cr - 2497。计算机科学公司,1975年1月。gydF4y2Ba
[9]塔图姆、弗兰克·B、斯蒂芬·r·史密斯和乔治·h·费希特尔。“大气湍流阵风和阵风梯度的模拟”,AIAA论文81-0300。航空航天科学会议,密苏里州圣路易斯,1981年1月12日至15日。gydF4y2Ba
耶格尔,杰西。F18-HARV仿真湍流模型的实现和测试NASA cr - 1998 - 206937。弗吉尼亚州汉普顿:洛克希德·马丁工程与科学公司,1998年3月。gydF4y2Ba
德莱顿风湍流模型(连续)gydF4y2Ba|gydF4y2Ba德莱顿风湍流模型(离散)gydF4y2Ba|gydF4y2Ba离散阵风模型gydF4y2Ba|gydF4y2Ba风切变模型gydF4y2Ba
你点击了一个对应于这个MATLAB命令的链接:gydF4y2Ba
在MATLAB命令窗口中输入该命令来运行该命令。Web浏览器不支持MATLAB命令。万博1manbetxgydF4y2Ba
选择一个网站,在可用的地方获得翻译的内容,并查看当地的活动和优惠。根据您所在的位置,我们建议您选择:gydF4y2Ba.gydF4y2Ba
选择gydF4y2Ba网站gydF4y2Ba您也可以从以下列表中选择一个网站:gydF4y2Ba
选择中国站点(中文或英文)以获得最佳站点性能。其他MathWorks国家站点没有针对您所在位置的访问进行优化。gydF4y2Ba