姓名：刘志鑫
学号：20021110077
学院： 电子工程学院
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嵌牛导读：为了保障民航客机起降安全，需要对低空风切变信号进行研究，由于实测低空风切变数据录取困难，因此对低空风切变的建模与仿真时必要的。
嵌牛鼻子：低空风切变 建模与仿真 TASS模型
嵌牛提问：低空风切变信号仿真类型分为哪几种？
嵌牛正文：
自1975年肯尼迪机场发生低空风切变坠机事故以来，人们开始意识到低空风切变对航空器飞行安全会产生巨大危害。 T. T. Fujita教授等人指出飞机在起降过程中发生的坠机事故与一种风切变的现象有关，并将此现象命名为“下击暴流”[1]。直到20世纪80年代结束，美国通过飞行探测收集风切变数据、进行数值与物理的模拟仿真、开展风切变对飞机的影响研究等工作，在低空风切变物理特性、工程模型以及对航空器飞行性能影响等方面取得了一系列成果，期间，美国国家航空航天局（ National Aeronautics and Space Administration，NASA） Langley中心的Proctor提出了终端区域风切变模型 TASS（The terminal area simulation system），其可以模拟输出许多相关物理量及物理过程，例如雷达反射率、风速分量、温湿度以及水汽变化过程等[2][3]
在国内，上世纪70年代多家研究机构、协会通过收集国内所发生风切变的资料、开展专家研讨会、举办风切变研究学习班进行风切变认知与研究，1989年原航空航天工业部首次成立专门研究机载风切变的课题组，之后对低空风切变检测装备的研究工作全面实施起来，并为后续的低空风切变检测研究奠定了坚实的基础。迄今，国内一批高等学府与科研机构在低空风切变研究方面相继产出许多研究成果。北航、南航、重庆理工大学以及中科院大气物理研究所在对低空风切变数值模拟、低空风切变对飞机控制的影响与建模仿真方面进行了详细的研究。西北工业大学与中航工业607所一起合作，在风切变信号模拟仿真与信号处理技术方面取得了一系列成果。中国民航大学在机载气象雷达风切变与地杂波回波仿真、低空风切变风速估计、风切变识别等方面进行了详尽的研究。
关于录取实际的低空风切变回波数据不仅对探测装备要求高，而且耗费人力物力巨大，因此需要进行低空风切变建模与仿真。本节首先回顾了目前已有的低空风切变场的建模方法，然后并在此基础上研究了机载气象雷达低空风切变回波数据的仿真。
目前关于低空风切变模型建立共分为三类，其具体描述如图1所示。通过对目前的低空风切变模型建立方法的对比分析，TASS模型能够最大程度的反映低空风切变场的微物理特性，因此以TASS模型的建立思想为基础，结合小尺度气象学，利用FLUENT仿真得到低空风切变场。
图2 为雷达接收的低空风切变信号的距离多普勒谱，其中归一化多普勒频率随距离变化而变化，呈反“S”形分布。结合以上仿真与分析，说明所仿真的低空风切变雷达回波是有效的。
参考文献
【1】Wilson J W, Wakimoto R M . The Discovery of the Downburst: T. T. Fujita'sContribution[J]. Bulletin of the American Meteorological Society, 2001, 82(1):49-62.
【2】Proctor FH. The Terminal Area Simulation System,Vol.1: Theoretical Formulation[R].NASACR-4046,DOT/FAA/PM-86/50,1,1987
【3】Oseguera RM, Bowles R L. A simple, analytic 3-dimensional downburst model based onboundary layer stagnation flow[R]. NASA Technical Memorandum, TM-100632,1988.1-16.
