针对不同风场环境下雪粒子扩散对激光引信传输特性的干扰问题,基于空气动力学理论建立了降雪粒子扩散运动特性的仿真模型。通过将风速矢量分解至三维坐标系,构建了包含空气阻力项、风力驱动项及湍流扰动项的多物理场耦合运动控制方程。...针对不同风场环境下雪粒子扩散对激光引信传输特性的干扰问题,基于空气动力学理论建立了降雪粒子扩散运动特性的仿真模型。通过将风速矢量分解至三维坐标系,构建了包含空气阻力项、风力驱动项及湍流扰动项的多物理场耦合运动控制方程。利用高速摄像系统在稳定降雪条件下开展现场观测实验,获取了风速分别为2 m/s(微风)、10 m/s(强风)和15 m/s(疾风)三种典型工况下的雪粒子空间分布数据。实验与模拟数据对比分析表明:雪粒子群平均浓度分布受风场与降雪强度的双重调控,风速由[2 m/s 3 m/s 0 m/s]增大至[6 m/s 7 m/s 0 m/s],粒子团中心浓度衰减速率提升48.59%,其扩散过程表现出显著的时间依赖性与空间各向异性;水平扩散半径与作用时间呈指数型非线性关系,垂直沉降速度则由空气阻力机制主导。展开更多
文摘针对不同风场环境下雪粒子扩散对激光引信传输特性的干扰问题,基于空气动力学理论建立了降雪粒子扩散运动特性的仿真模型。通过将风速矢量分解至三维坐标系,构建了包含空气阻力项、风力驱动项及湍流扰动项的多物理场耦合运动控制方程。利用高速摄像系统在稳定降雪条件下开展现场观测实验,获取了风速分别为2 m/s(微风)、10 m/s(强风)和15 m/s(疾风)三种典型工况下的雪粒子空间分布数据。实验与模拟数据对比分析表明:雪粒子群平均浓度分布受风场与降雪强度的双重调控,风速由[2 m/s 3 m/s 0 m/s]增大至[6 m/s 7 m/s 0 m/s],粒子团中心浓度衰减速率提升48.59%,其扩散过程表现出显著的时间依赖性与空间各向异性;水平扩散半径与作用时间呈指数型非线性关系,垂直沉降速度则由空气阻力机制主导。
