随着低空经济的快速发展和城市无人机应用场景的拓展，复杂城市环境下的飞行安全气象保障需求日益凸显。高密度城市中高耸建筑群与狭窄街道特征形成了独特的复杂风场环境，亟需实现精细化风场建模与智能路径规划的协同优化。本研究以香港荃湾高密度城市为研究对象，构建了结合计算流体力学（CFD）的风场模拟与多目标路径规划算法的框架，系统探究低空飞行路径规划对城市风场模拟范围及风向变化的敏感性。
在CFD建模方面，针对目标区域外围建筑群复杂遮挡效应导致的风场模型准确性受限问题，本研究提出多级扩展模拟域方法，通过逐步拓展城市模拟范围并结合多风向工况模拟，评估不同来流风向下外围建筑对目标区域风场分布的影响，同时确定使目标区域风场趋于稳定的最小外围建筑扩展范围。
在路径规划算法设计方面，基于CFD输出的三维非均匀风场数据，采用单元分解方法构建多约束模型：将建筑物定义为障碍物，高湍动能区域标记为风险区，并结合顺/逆风工况与飞行功耗的映射关系建立能耗权重场。在此基础上，改进A*算法的启发式函数，实现规避障碍物与风险区、优化飞行能耗与缩短路径长度的多目标协同规划。
本研究为城市低空飞行安全的风场建模与路径规划方法提供了参考，未来研究可进一步结合风场预报与动态路径规划算法，为复杂风场环境下无人机自主导航的提供更为全面和高效的解决方案。
 

城市空中交通,城市风环境,路径规划