航空發(fā)動機進口支板及整流帽罩水滴撞擊特性的計算分析.pdf

1、飛機在積冰條件下飛行時，發(fā)動機的進氣道、進氣部件和動力裝置均會發(fā)生積冰。發(fā)動機進氣道以及進氣部件積冰，是指進氣道前緣、發(fā)動機壓氣機前的整流帽罩、支板以及第一級壓氣機前的導流葉片等部件的積冰。發(fā)動機結冰會使流路氣動特性惡化，發(fā)動機質量增加和振動加大。為了準確預測積冰的位置以及積冰的形狀和種類，需要知道流場中過冷水滴的運動軌跡及其與所研究表面的碰撞點，這就要求對水滴運動情況進行研究，從而確定所研究表面的水滴撞擊特性。
　　本文以發(fā)動機

2、進氣系統(tǒng)為研究對象，采用FLUENT商用軟件，著重對發(fā)動機進氣道的進口部分以及發(fā)動機整流帽罩流場進行數值模擬，利用水滴離散相的計算結果，通過FLUENT的用戶自定義函數(UDF)進行二次開發(fā)，將UDF掛到FLUENT軟件中進行后處理計算以實現(xiàn)局部水收集系數的計算。發(fā)動機進氣道的進口支板通常作成翼型形式，所以發(fā)動機進氣道前緣的防冰研究可近似按翼型來處理。
　　基于以上對支板的處理，本文介紹了計算翼型空氣流場的具體方法，以及拉格朗日法

3、建立空氣中過冷水滴的運動方程的具體步驟，并利用FLUENT軟件中的離散相模型以及用戶自定義函數，開發(fā)出了適用于計算二維翼型和三維平直翼型的水滴撞擊特性的方法。二維翼型的計算結果表明：二維翼型的局部水收集系數與文獻結果相吻合。通過對二維與三維翼型的計算結果的對比分析，可以認為本文的計算方法是可行的。
　　其次，在前人非旋轉部件水滴撞擊特性計算方法的研究基礎上，基于FLUENT，提出了發(fā)動機旋轉帽罩水滴撞擊特性的計算方法，并利用該方法

4、對帽罩錐體不同錐角和轉速下的水滴撞擊特性進行了研究。研究結果表明：在同一轉速下，隨著帽罩錐體錐角的增大，其局部水收集系數沿著錐體外形線下降較快，且撞擊區(qū)域變?。欢谕诲F角下，隨著錐體轉速的增加，其表面局部水收集系數下降，且撞擊區(qū)域變小。
　　最后，文章對防冰系統(tǒng)的試驗研究進行了介紹，重點介紹了冰風洞試驗，以及進行冰風洞試驗必須遵循的相似準則，并采用本文的數值計算方法對改進后的相似準則進行驗證。計算結果表明：全尺寸翼型的局部水收集