2025年大學《氣象技術(shù)與工程》專業(yè)題庫——大氣湍流研究及飛機安全考試時間：______分鐘總分：______分姓名：______一、選擇題（每題2分，共20分）1.下列哪項不是大氣湍流的主要特征？（）A.隨機性B.能量傳遞C.規(guī)則性D.三維性2.雷諾數(shù)是描述哪方面特征的物理量？（）A.湍流強度B.湍流尺度C.流體粘性D.流體密度3.下列哪種儀器不適合用于測量大氣湍流？（）A.風速計B.溫度計C.氣壓計D.激光雷達4.大渦模擬（LES）的主要優(yōu)點是什么？（）A.計算效率高B.可以模擬較大尺度的湍流C.可以模擬較小尺度的湍流D.不需要模型假設(shè)5.下列哪種天氣現(xiàn)象與大氣湍流密切相關(guān)？（）A.晴空B.雷雨C.霜凍D.降雪6.大氣湍流對飛機性能的主要影響是？（）A.提高升力B.降低阻力C.增加航程D.減小側(cè)傾7.飛行員在遇到晴空湍流時，應(yīng)該采取哪種措施？（）A.保持高度不變B.加速飛行C.降低高度D.改變飛行方向8.下列哪種技術(shù)可以用于大氣湍流預(yù)報？（）A.氣象衛(wèi)星B.雷達C.機載測風系統(tǒng)D.以上都是9.飛機設(shè)計時，需要考慮抗湍流設(shè)計，其主要目的是什么？（）A.提高燃油效率B.增強飛機穩(wěn)定性C.提高飛機舒適度D.增強飛機安全性10.下列哪種因素不會影響大氣湍流的強度？（）A.地形B.氣溫C.濕度D.流體粘性二、填空題（每空1分，共10分）1.大氣湍流是指大氣中______和______的隨機脈動現(xiàn)象。2.湍流脈動是指風速和溫度的______分量。3.湍流尺度是指湍流渦旋的______。4.湍流強度是指風速脈動幅值的______。5.晴空湍流通常發(fā)生在______的邊界層內(nèi)。6.機載測風系統(tǒng)可以實時測量飛機所在位置的______和______。7.大氣湍流是飛機飛行安全的______因素。8.湍流預(yù)報可以為飛行員提供______和______。9.飛機在穿越湍流時，會產(chǎn)生______和______。10.氣象衛(wèi)星可以通過______和______來監(jiān)測大氣湍流。三、簡答題（每題5分，共20分）1.簡述大氣湍流的形成機制。2.簡述大氣湍流的觀測方法及其優(yōu)缺點。3.簡述大氣湍流對飛機結(jié)構(gòu)的影響。4.簡述晴空湍流的特征及其成因。四、計算題（每題10分，共20分）1.已知某處大氣湍流強度為0.2，風速平均值為20m/s，求該處大氣湍流對飛機升力的影響。2.假設(shè)某架飛機在高度10000米處飛行，遇到平均湍流強度為0.3的晴空湍流，飛行時間為1小時，求該架飛機因湍流而產(chǎn)生的額外燃油消耗。五、論述題（10分）論述大氣湍流對飛行安全的影響，并提出相應(yīng)的應(yīng)對措施。試卷答案一、選擇題1.C2.B3.C4.B5.B6.D7.D8.D9.D10.C二、填空題1.風速溫度2.時均3.平均4.標準差5.晴空6.風速高度7.主要8.預(yù)警指導(dǎo)9.操控難度結(jié)構(gòu)損傷10.云圖溫度場三、簡答題1.解析思路：從大氣運動不穩(wěn)定、地形影響、地表粗糙度等方面闡述湍流形成的物理機制。答案要點：大氣湍流的形成主要由于大氣垂直運動不穩(wěn)定、地表粗糙度的影響以及地形的作用。當大氣層結(jié)不穩(wěn)定時，地表受到加熱，空氣上升，形成對流，導(dǎo)致氣流湍動。地表粗糙度也會導(dǎo)致近地面風速梯度增大，形成湍流。地形也會對氣流產(chǎn)生擾動，形成湍流。2.解析思路：分別介紹地面觀測、飛機觀測和衛(wèi)星觀測這三種主要觀測方法，并簡述其優(yōu)缺點。答案要點：大氣湍流的觀測方法主要有地面觀測、飛機觀測和衛(wèi)星觀測。地面觀測方法包括使用風速計、溫度計等儀器進行測量，優(yōu)點是數(shù)據(jù)連續(xù)，缺點是空間代表性有限。飛機觀測方法是通過機載測風系統(tǒng)進行測量，優(yōu)點是能獲得高空數(shù)據(jù)，缺點是成本高，測量時間有限。衛(wèi)星觀測方法是通過氣象衛(wèi)星、雷達衛(wèi)星等獲取數(shù)據(jù)，優(yōu)點是覆蓋范圍廣，缺點是時空分辨率有限。3.解析思路：從應(yīng)力、疲勞、振動等方面闡述湍流對飛機結(jié)構(gòu)的影響。答案要點：大氣湍流會對飛機結(jié)構(gòu)產(chǎn)生應(yīng)力、疲勞和振動等影響。湍流中的劇烈顛簸會對飛機結(jié)構(gòu)產(chǎn)生沖擊載荷，導(dǎo)致應(yīng)力集中，加速飛機結(jié)構(gòu)的疲勞損傷。長期處于湍流中，飛機結(jié)構(gòu)會承受持續(xù)的振動，影響結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性和壽命。4.解析思路：從形成高度、形成原因、湍流特征等方面闡述晴空湍流的特征及其成因。答案要點：晴空湍流通常形成在晴朗天氣的邊界層內(nèi)，特別是在不穩(wěn)定大氣條件下。其形成原因主要是由于大氣層結(jié)不穩(wěn)定，地表受熱不均，導(dǎo)致空氣上升，形成對流，進而發(fā)展成湍流。晴空湍流的特點是云量很少或無云，但飛機仍會感到顛簸，顛簸強度和持續(xù)時間不一。四、計算題1.解析思路：利用湍流強度與升力系數(shù)的關(guān)系公式進行計算。答案：升力系數(shù)的脈動標準差約為湍流強度的平方根，即σ_C=sqrt(σ_u^2)=sqrt(0.2^2)=0.2。升力系數(shù)的脈動對升力的影響約為升力系數(shù)脈動標準差的2倍，即升力影響約為2*0.2*20=8N/m^2。2.解析思路：利用湍流強度與燃油消耗的關(guān)系公式進行計算。答案：燃油消耗與湍流強度、飛行時間、飛機重量等因素有關(guān)。假設(shè)飛機重量為W，燃油消耗率與重量的比例為c，則燃油消耗Δ_fuel=c*W*σ_u^2*t=c*W*0.3^2*3600。具體數(shù)值需要根據(jù)飛機重量和燃油消耗率進行計算。五、論述題解析思路：從湍流對飛機性能、結(jié)構(gòu)、安全的影響等方面進行論述，并提出相應(yīng)的應(yīng)對措施，如湍流預(yù)報、飛行操作規(guī)程、飛機設(shè)計等。答案要點：大氣湍流對飛行安全有重要影響。湍流會導(dǎo)致飛機性能下降，如升力減小、阻力增加、航程縮短等；同時，湍流還會對飛機結(jié)構(gòu)產(chǎn)生沖擊載荷和振動，加速飛機結(jié)構(gòu)的疲勞損傷，甚至導(dǎo)致結(jié)構(gòu)破壞。為了應(yīng)對大氣湍流的影