大气湍流引起飞机颠簸的理论分析和数值试验

基于飞机载荷因数变量方程、无量纲的大气垂直运动方程和热力学方程,建立起描述大气湍流和飞机颠簸的湍流模型,并对该模型进行理论分析和数值试验。研究指出,负的理查森数(Ri)对应着静力不稳定和动力不稳定流动,在不稳定大气层结条件下,当Ri<-Ra/PrRe2时,对流状态的大气运动必将由对流转变成湍流,并对运行于其中的飞机产生飞机颠簸。但在稳定大气层结条件下,当理查森数大于临界理查森数时〔Ri>Ric=-Ra/PrRe2〕,正的Richardson数是动力稳定的,非对流状态的大气运动表现为重力波。当理查森数小于临界理查森数〔0<Ri<Ric=-Ra/PrRe2〕时,即存在1个小区0<Ri<Ric,在这里正的理查森数是动力不稳定的,大气运动表现为非周期性的湍流随机运动。非对流状态的大气运动因重力波不稳定碎变为湍流,将产生晴空湍流和晴空飞机颠簸。