基于CFD的近距平行跑道配对离场尾流间隔研究

作     者：刘成 

作者单位：中国民用航空飞行学院 

学位级别：硕士

导师姓名：何昕

授予年度：2022年

学科分类：08[工学] 0825[工学-航空宇航科学与技术] 

主      题：近距平行跑道 配对离场 数值模拟 尾流间隔 

摘      要：近距平行跑道具有容量大、运行灵活等优点,为缓解航班架次增长与机场容量趋于饱和的矛盾,我国已有六个大型机场建有近距平行跑道。但国内近距平行跑道运行模式保守,在离场高峰时段的尾流间隔也只能按单跑道执行,易造成航班拥堵。配对离场作为一种新的近距平行跑道运行模式,可大幅缩减离场尾流间隔,提升离场效率和机场容量,充分发挥近距平行跑道的技术优势。但配对离场模式目前并未有成熟的运行体系,其运行条件及尾流安全间隔还需进一步评估并完善。本文基于CFD数值模拟方法对配对离场模式的安全运行条件及尾流间隔进行研究。具体研究内容如下:首先,介绍了配对离场、离场尾流间隔及尾流数值模拟的国内外研究进展及平行跑道离场运行模式;重点分析了配对离场模式的概念、运行过程及影响配对离场运行的因素。其次,研究了尾流的产生、演化机理,分析了近地尾流的演化特征与后机尾流抵抗能力;基于此对配对离场模式下的尾流遭遇风险进行了分析,构建了配对离场安全间隔模型。然后,建立了基于CFD的飞机尾流数值模拟方法,包括飞机尾流仿真模型前处理、尾流流场数值模拟及结果后处理,为研究配对离场模式下的尾流扩散情况奠定了基础。最后,将安全间隔模型与飞机尾流数值模拟方法相结合,建立配对离场安全间隔计算方法;以上海虹桥机场为例,将典型机型组合数值仿真结果导入安全间隔模型,确定了上海虹桥机场在配对离场模式下的安全运行条件及尾流间隔,同时针对配对离场模式的运行提出了安全建议。