摘要：飛機作為遠距離航行的交通方式，具有速度快、安全性高等特點，飛機在高空飛行，主要通過一個檢測飛行參數的黑匣子確定飛行狀態.黑匣子，真名航空飛行記錄器，是飛機專用的電子記錄設備之一.本文是對飛機故障落水過程中黑匣子運行軌跡的研究與分析.利用了動力學模型、流體力學、三維流場模型及坐標變換法等方法建立模型并求解.

首先，描述無初動力的飛機墜落軌跡，并推測黑匣子落水點.根據連續性方程和伯努利原理，結合雷諾數和升阻比，計算飛機墜落的空氣阻力.然后，描述黑匣子在無洋流海水中的降落軌跡.根據流體力學確定流體阻力系數，利用地轉參照系動量方程計算入水初狀態參數.最后，描述黑匣子在洋流影響下沉降軌跡，并確定不同沉降點的方位.考慮地球偏轉與風力產生洋流推力，利用坐標變換法和有限差分進行離散求解.

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關鍵詞 動力學模型；流體力學；三維流場；坐標變換法

目錄

摘要

Abstract

1 緒論-1

1.1 研究背景-1

1.1.1法航空難-1

1.1.2馬航空難-2

1.2目前的研究現狀-2

1.3本文研究的主要內容-3

2 飛機失事后黑匣子落水點位置數學模型問題分析-4

2.1 無初動力飛機墜落軌跡的分析-4

2.2 黑匣子在無洋流海水中的降落軌跡的分析-4

2.3 黑匣子在洋流影響下沉降軌跡的分析-4

2.4 飛機失事后黑匣子落水點位置數學模型的假設-5

3 模型的建立與求解-6

3.1 無初動力飛機墜落軌跡的模型建立與求解-6

3.1.1空氣氣流阻力的確定-6

3.1.2飛機運行初狀態-8

3.1.3墜落軌跡的確定-10

3.1.4運行狀態的模擬求解-12

3.2 黑匣子在無洋流海水中的降落軌跡的模型建立與求解-13

3.2.1流體阻力系數的確定-13

3.2.2考慮地轉參照系的動量方程-15

3.2.3無洋流阻力的運動軌跡確定-15

3.2.4無洋流阻力的模擬求解-17

3.3 黑匣子在洋流影響下沉降軌跡的模型建立與求解-17

3.3.1洋流存在的海水阻力-18

3.3.2動力學下黑匣子的漂移軌跡-18

3.3.3洋流三維流場模型-19

3.3.4三維流場下黑匣子運行軌跡-20

4 模型的拓展研究-22

4.1不同初始狀態下的速度損失-22

4.2不同重物沉降運動軌跡-22

5 模型的評價與改進-23

5.1模型優缺點分析-23

5.1.1模型優缺點分析-23

5.1.2模型的缺點-23

5.2模型的改進-23

5.3模型的推廣-23

結論 -25

致謝 -26

參考文獻 -27

附錄 -28