[发明专利]机载气象雷达低空风切变三维回波仿真方法

摘要

一种机载气象雷达低空风切变三维回波仿真方法。其包括利用包括场景范围、边界条件在内的场景参数，建立三维网格化的计算域；对计算域进行流体仿真，生成原始风场数据；对原始风场数据进行修正；建立仿真场景，并按照场景参数的设置读取修正风场数据；根据仿真场景，模拟机载气象雷达扫描低空风切变，对雷达波束内的散射点进行相干叠加，形成一个扫描方位的雷达回波信号；利用载机参数、场景参数和扫描参数分别更新飞机位置信息、修正风场数据和雷达波束角度扫描信息；依据雷达参数中的扫描范围判断扫描是否完成。本发明方法可真实地反映出风切变回波信号的气象特征，仿真数据有效可靠。

主权项

一种机载气象雷达低空风切变三维回波仿真方法，其包括按顺序进行的下列步骤：1)利用包括场景范围、边界条件在内的场景参数，建立三维网格化的计算域；2)对上述建立的计算域进行流体仿真，生成原始风场数据；设定由流体特性和边界条件构造的流体仿真的初始条件，利用迭代连续方程与动量方程计算三维网格内的原始风场数据，进行流体仿真；3)采用反距离加权插值法对上述步骤2)中生成的原始风场数据进行修正，以使原始风场数据均匀化；4)建立仿真场景，初始化包括雷达参数、载机参数、扫描参数和场景参数在内的场景仿真参数，并按照场景参数的设置读取步骤3)中的修正风场数据；5)根据步骤4)中建立的仿真场景，模拟机载气象雷达扫描低空风切变，对雷达波束内的散射点进行相干叠加，形成一个扫描方位的雷达回波信号；6)利用步骤4)中的载机参数、场景参数和扫描参数分别更新飞机位置信息、修正风场数据和雷达波束扫描角度信息；7)依据雷达参数中的扫描范围判断扫描是否完成，若完成，输出一个扫描周期的回波信号；若未完成，返回步骤5)直至扫描结束；其特征在于：在步骤1)中，所述的场景范围为中心对称的圆柱形，边界条件为一个标准大气压的开放性出口，不限制流体流出方向，三维网格化的计算域由非均匀网格构成。