Modelling of vortex-induced aviation turbulence

Basse, N.

doi:10.1007/s00703-019-00699-0

Cited by 2 publications

(2 citation statements)

References 19 publications

Supporting

Mentioning

Contrasting

Unclassified

Order By: Relevance

“…Так, зарубежные ученые проводят исследования в двигателестроении [51][52][53], медицине (рис. 4) [48,54,55], акустических системах [56,57], промышленности [58,59], системах терморегуляции [60,61], авиации [59,62].…”

Section: актуальные направления исследованийunclassified

Применение Эффекта Ранка-Хилша Для Управления Вихревыми Энергоразделителями

Кулик¹,

Сокол²

2019

aktt

View full text Add to dashboard Cite

Аэродинамика, динамика, баллистика и управление полётом летательных аппаратов 15 УДК 533.697.3 Национальный аэрокосмический университет им. Н. Е. Жуковского «ХАИ», Украина ПРИМЕНЕНИЕ ЭФФЕКТА РАНКА-ХИЛША ДЛЯ УПРАВЛЕНИЯ ВИХРЕВЫМИ ЭНЕРГОРАЗДЕЛИТЕЛЯМИ Предметом изучения в статье являются процессы в системах управления с использованием вихревых энергоразделителей. Целью является анализ вихревых энергоразделителей, в которых наблюдается эффект Ранка-Хилша. Задачи: рассмотрение истории открытия, сущность и применение эффекта Ранка-Хилша; обзор основных конструкций вихревых энергоразделителей; рассмотрение возможностей вихревых энергоразделителей и особенностей управления ими; выделение актуальных направлений исследований. Получены следующие результаты. В работе рассмотрено устройство вихревого энергоразделителя, в котором проявляется эффект Ранка-Хилша. Описан ряд основных параметров, по которым определяют эффективность работы вихревого энергоразделителя и производятся расчеты для повышения его КПД. Представлены результаты исследования, связанные с влиянием габаритных размеров вихревого энергоразделителя, формой, размерами и количеством входных сопел на его эффективность. Описаны основные виды конструкций вихревых энергоразделителей: противоточный и прямоточный. Наиболее популярным вариантом получения описательной модели вихревого энергоразделителя является использование уравнений термо-и гидродинамики. Однако для дальнейшего управления системами, базирующимися на использовании эффекта Ранка-Хилша, такой подход не является практичным. Для этого применяются иные способы определения математического модели вихревого энергоразделителя, связанные обработкой его экспериментальных частотных характеристик. С целью получения точных и адекватных результатов коррекции системы с вихревым энергоразделителем применяется метод интервальных логарифмических амплитудно-частотных характеристик, причем структура его математической модели имеет дробные показатели степени. Представлены актуальные направления исследований вихревых энергоразделителей и варианты их практического использования в двигателестроении, медицине, акустических системах, промышленности, системах терморегуляции, авиации. Выводы. Научная значимость приведенного обзора состоит в следующем: определение актуальных направлений различного рода научных исследований. Ключевые слова: эффект Ранка-Хилша; вихревой энергоразделитель; система управления; математическая модель.

show abstract

Section: актуальные направления исследованийunclassified

Применение Эффекта Ранка-Хилша Для Управления Вихревыми Энергоразделителями

Кулик¹,

Сокол²

2019

aktt

View full text Add to dashboard Cite

show abstract

“…This observation implies that the formation of horizontal vortex tubes is a probable cause of CAT. Basse extended the modeling of an interaction between an aircraft and a vortex tube to include an arbitrary vortex tube angle [15]. As a result, Kaplan introduced the NCSU2 index, which employs vertical vorticity and pressure gradient force to measure the intensity of horizontal vortex tubes for predicting CAT [16].…”

Section: Introductionmentioning

confidence: 99%

A Numerical Study of Clear-Air Turbulence over North China on 6 June 2017

Yang,

Liu,

et al. 2024

Atmosphere

View full text Add to dashboard Cite

On 6 June 2017, four severe clear-air turbulence (CAT) events were observed over northern China within 3 h. These events mainly occurred at altitudes between 8.1 and 9.5 km. The characteristics and possible mechanisms of the CAT events in the different regions are investigated here using the weather research and forecasting (WRF) model. The simulated wind and temperature fields in a 27 km coarse domain were found to be in good agreement with those of the ERA5 (European Centre for Medium-Range Weather Forecasts Reanalysis v5) and the observed soundings of operational radiosondes over northern China. In terms of synoptic features, the region where the turbulence occurred is characterized by a southwest–northeast upper-level jet stream. The upper-level jet stream observed at an altitude of 10.4 km consistently moved eastwards, with a maximum wind speed of 61.7 m/s. Simultaneously, the upper-level front–jet system on the cyclonic shear side of the upper-level jet stream also exhibited an eastward motion. The developed upper-level front–jet system induced significant vertical wind shear (VWS) and tropopause folding in the vicinity of these CAT events. Despite the high stability resulting from tropopause folding, the presence of strong VWS (1.90 × 10−2 s−1–2.55 × 10−2 s−1) led to a low Richardson number (Ri) (0.24–0.88) and caused Kelvin–Helmholtz instability (KHI), which ultimately induced CAT. Although a standard numerical weather forecast resolution of tens of kilometers is adequate to capture turbulence for most CAT events, it is still necessary to use high-resolution numerical simulations (such as 3 km) to calculate more accurate CAT indices (such as Ri) for CAT prediction in some specific cases.

show abstract

Modelling of vortex-induced aviation turbulence

Cited by 2 publications

References 19 publications

Применение Эффекта Ранка-Хилша Для Управления Вихревыми Энергоразделителями

Применение Эффекта Ранка-Хилша Для Управления Вихревыми Энергоразделителями

A Numerical Study of Clear-Air Turbulence over North China on 6 June 2017

Contact Info

Product

Resources

About