城市结构与垂直起降平台之间的流动相互作用：一项大涡模拟研究

为考察垂直起降机场周边的非定常气动环境，本研究对两个全尺寸方形柱体开展高保真大涡模拟，其长宽比分别为 2 和 1，代表拟议中的城市和垂直起降机场构型。为确保条件真实，研究在计算域内采用体积动量源项生成大气湍流。数值结果显示流场受到严重扰动，首个垂直起降机场结构附近的湍流强度总值峰值达到 38%。尽管下游垂直起降机场受益于上游建筑尾流的遮蔽效应，最大湍流强度降低了 40%，其附近流场仍具有很强的湍流特征。为评估运行安全条件，研究分析了从三个方向——顺风、逆风和侧向——接近两个不同终点的多条飞行轨迹；这两个终点分别位于每个垂直起降机场模型中心上方 4米和 11米处。根据沿这些轨迹评估的瞬态速度分量，并遵循符合美国联邦航空管理局要求的 8:1 进近坡度，本研究提出了一项稳健的运行策略，核心是先侧向进近，再从较高高度垂直下降。该机动顺序旨在避开垂直起降机场近旁常见的严重突发阵风扰动。