基于 Lorenz 吸引子对不稳定飞机气动力进行建模：针对翼摆的简化阶模型
流体动力学
2026-03-09 v1 系统与控制
系统与控制
混沌动力学
摘要
本文提出了一种新的不稳定飞机气流建模方法，利用 Lorenz 吸引子框架。该模型基于产生升力的机翼对周围流体施加的力分布而构建。它区分了湍流分量和名义分量，其中名义力分布被建模为在机翼处峰值，并线性衰减至自由流。这种分离允许将湍流分量表示为受飞行条件（具体为动压和迎角）影响的传质方程。因此，Navier-Stokes 方程及其伴随的湍流传质方程可转化为由三个标量常微分方程构成的简化阶模型——类似于 Lorenz 吸引子。该 resulting 系统有效捕捉了混沌行为，促进了在不必解完整 Navier-Stokes 方程的情况下探索复杂动力学。进行了一次模拟权衡研究，展示了该方法在捕捉高迎角下机翼摆现象的不稳定飞机气动力中所表现的有效性。
引用
@article{arxiv.2511.07349,
title = {Modeling Unsteady Aircraft Aerodynamics Using Lorenz Attractor: A Reduced-Order Approach for Wing Rock},
author = {Marcel Menner and Eugene Lavretsky},
journal= {arXiv preprint arXiv:2511.07349},
year = {2026}
}