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风切变和湍流什么是“逆风”、“顺风”和……
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风切变和湍流什么是“逆风”、“顺风”和……
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风洞中低湍流横向阵风发生器的开发
这项工作证明了一种新型横向阵风发生器的可行性，该发生器能够产生可控的时变阵风，而不会增加流动设施大面积内的湍流水平。新的阵风发生器概念基于涡流发生器阵列 ( VGA )，该阵列沿着设施测试段的某一给定流向位置的一面墙壁布置。使用这种装置，可以在风洞中演示阶梯式阵风和幅度为自由流速度 5.7% 的正弦阵风。对于 10 m ∕ s 的自由流速度，正弦阵风在自由流方向上产生几乎纯谐振动，角度为 3.25 度，频率为 2 Hz。简化的涡流阵列模型被证明是设计新型阵风发生器的可行工具。本研究重点展示 VGA 阵风发生器的概念，同时将发生器的设计优化和阵风强度和均匀性的极限探索留待未来工作。
基于广义修正大气光谱的湍流对高斯光束传输影响的分析与仿真
多年来，大气湍流一直是物理学和工程学领域的研究热点。当激光束在大气中传播时，它会受到散射、吸收和湍流等不同光学现象的影响。大气湍流效应是由折射率的变化引起的。不同大小的涡流会影响光波在大气中的传播。折射率的这些变化会导致传播的激光束产生不同的变化，如光束漂移、光束扩散和图像抖动。所有这些影响都会严重降低光束质量 (M 平方) 并降低系统在某些应用中的性能效率，包括自由空间光通信、激光雷达-激光雷达应用和定向能武器系统 [1- 5]。传统上，湍流由 Kolmogorov 模型类型定义。Kolmogorov 谱的幂律值为 11/3，用于描述高斯分布 [6]。许多光谱具有特定的内尺度和外尺度，如 Tatarskii 光谱、von Karman 光谱、Kolmogorov 光谱和广义修正光谱 [7]。本研究采用广义修正大气光谱模型。我们通过数值和分析方法执行高斯激光光束在不同传播距离下的传播行为。此外，我们还研究了一些参数对光束传播的影响。讨论了所有模拟结果，并将其与文献中的结果进行了比较。
湍流记忆对理想化龙卷风的影响......
摘要：表面摩擦通过增强角动量的收敛而促进龙卷风的形成和维持。大气模型中的传统下边界条件通常假设未解析应力和解析剪切之间存在瞬时平衡。该假设忽略了湍流运动以有限速率产生和消散的物理原理——实际上，湍流在其整个生命周期中都有记忆。在本文中，提出了一种改进的下边界条件来解释湍流记忆的影响。具体而言，当气团沿弯曲轨迹移动时，由于湍流记忆，会产生正常表面剪切应力分量。在理想龙卷风的大涡模拟 (LES) 中，正常表面剪切应力分量是额外动态不稳定性的一个来源，为湍流运动的发展提供了一条额外的途径。只要修改后的下边界条件所采用的假设在感兴趣的流动区域的较大部分内成立，湍流记忆对准稳态龙卷风强度的影响就可以忽略不计。然而，瞬态龙卷风可能对湍流记忆特别敏感。
改进的湍流动能行星边界层对流大气边界层长度尺度方案
基于对流大气边界层的大涡模拟 (LES) 的先验分析，提出了改进的湍流混合和耗散长度尺度，用于基于湍流动能 (TKE) 的行星边界层 (PBL) 方案。湍流混合长度结合了表面层中的表面相似性和 TKE 约束，并对混合层中的横向夹带效应进行了调整。耗散长度是根据考虑剪切、浮力和湍流混合的平衡 TKE 预算构建的。在 TKE 通量中添加了一个非梯度项，以校正 TKE 的非局部湍流混合。改进的长度尺度被应用于 PBL 方案，并使用理想的单柱对流边界层 (CBL) 情况进行了测试。结果在广泛的 CBL 稳定范围内表现出强大的适用性，并且与 LES 基准模拟非常一致。然后将其实施到社区大气模型中，并通过 3D 真实情况模拟进行进一步评估。新方案的结果与其他三种成熟的 PBL 方案的质量相当。模拟和无线电探空仪观测剖面之间的比较表明，新方案在晴朗的日子里表现良好。
存在涌浪时的大气边界层湍流：湍流动能收支、莫宁-奥布霍夫相似理论和惯性耗散
流动海洋表面的湍流与陆地上的湍流具有不同的特性。因此，基于陆地上的湍流动能 (TKE) 预算和莫宁-奥布霍夫相似理论 (MOST) 的发现可能不适用于海洋条件，部分原因是存在波边界层（大气边界层的下部，包括表面波的影响；我们在本文中使用术语“WBL”以方便使用），其中总应力可分为湍流应力和波相干应力。这里湍流应力定义为由风切变和浮力产生的应力，而波相干应力则考虑了海浪和大气之间的动量传递。在本研究中，研究了湍流动能 (TKE) 预算和惯性耗散法 (IDM) 在 WBL 内 MOST 背景下的适用性。我们发现，在计算波浪条件下的总应力时，不应忽略 TKE 预算中的湍流传输项。这已通过在固定平台上进行的观测得到证实。结果还表明，在 WBL 内应用 MOST 时应使用湍流应力，而不是总应力。通过结合 TKE 预算和 MOST，我们的研究表明，传统 IDM 计算的应力对应于湍流应力，而不是总应力。在应用 IDM 计算 WBL 中的应力时，应考虑波浪相干应力。
低湍流风洞设计和风力涡轮机尾流特性
图 1. 近尾流湍流强度分布 [1] ...................................................................................................... 2 图 2. 远尾流湍流强度分布 [2] ...................................................................................................... 3 图 3. 2.06 倍叶片直径处的相对湍流强度 [3] ...................................................................................... 4 图 4. 近尾流轴向速度云图（左）和切向速度云图（右） [4] ............................................................. 5 图 5. 2.5 倍涡轮机直径处的实验和 CFD（LES）湍流强度 [6] ............................................................. 6 图 6. CFD（LES）湍流图 7. 基本风洞示意图 ...................................................................................................................................... 8 图 8. 蜂窝类型 [7] ...................................................................................................................................... 11 图 9. 湍流减少因子 [10] ............................................................................................................................. 15 图 10. 用于模型风力涡轮机的 NACA 4412 叶片 ............................................................................................. 23 图 11. 模型风力涡轮机轮毂 .............................................................................................
军用飞机湍流类别
注 1：本表中的湍流类别是根据翼展、翼面积、纵横比、锥度比、机翼后掠角等飞机因素得出的。因此，应将本表视为权威；但是，飞机的重量、空速和/或高度可能会改变其湍流类别，使其与本表中的默认值不同。原始源文件为 AFWAL-TR-81 3058。如需更新和飞机补充，请联系 AFLCMC/XZIG，DSN 785- 2299/2310。注 2：如果未列出飞机，可以进行以下保守湍流类别划分：在 FL180 或以上飞行的喷气式飞机和多引擎螺旋桨/涡轮螺旋桨飞机可视为 II 类。所有其他飞机都应视为 I 类。注 3：直升机的湍流类别主要根据机组人员的反馈确定。由于直升机的复杂性增加，固定翼飞机所用的方法不适用于直升机。注 4：CV-22 显示的飞行方面包括旋翼机翼操作，因此无法对旋翼飞行阶段（例如起飞/降落）进行客观阵风载荷计算和湍流分类。
美国尾流湍流重新分类的发展（特邀）
本文介绍了背景信息，并提供了联邦航空管理局 (FAA) 尾流湍流计划 RECAT（即重新分类）特定方面的状态更新。RECAT 的基本前提是，可以使用更完整的尾流相关参数集来改进尾流分离，而不是使用基于最大起飞重量的现有 FAA Order JO 7110.65 分类尾流湍流分离最小值。然后，此过程可以安全地降低尾流湍流分离最小值，使其低于 FAA Order JO 7110.65 中规定的最小值。本文介绍了 RECAT 的整体三阶段方法，最终目标是实现动态成对分离。目前，第二阶段或基于静态成对的尾流湍流分离已准备好由联邦航空管理局实施。本文介绍了分析方法，包括 RECAT 第二阶段开发中使用的数据源和严重程度指标。