飛機結(jié)冰計算中水滴撞擊特性研究及實驗.pdf

1、隨著航空工業(yè)的發(fā)展，飛機結(jié)冰問題越來越受到重視，飛機結(jié)冰問題及防除冰系統(tǒng)研究也逐漸深入。目前，研究飛機結(jié)冰的方法有飛行試驗、冰風(fēng)洞實驗、數(shù)值模擬方法，而數(shù)值模擬方法由于成本低，速度快等特點成為研究結(jié)冰問題的主要方法。本文針對飛機結(jié)冰的數(shù)值模擬過程，重點研究其中的歐拉法水滴撞擊特性計算以及基于動網(wǎng)格的結(jié)冰非定常計算方法，并對水滴撞擊過程中可能會發(fā)生的飛濺、破碎反彈等現(xiàn)象進行了實驗研究。
　　本文主要內(nèi)容分五章，第一章對飛機結(jié)冰的危害

2、進行了簡要描述，介紹了當(dāng)前國內(nèi)外對飛機結(jié)冰研究方向以及研究主要方法及成果。第二章描述了飛機結(jié)冰數(shù)值模擬的基本流程，分別介紹了網(wǎng)格生成、流場計算、水滴軌跡計算及結(jié)冰生成計算的方法，重點研究了基于拉格朗日法和歐拉法的水滴撞擊特性計算方法，并介紹具體求解過程；基于Messinger模型建立了二維結(jié)冰生長模型并給出了求解結(jié)冰外形的方法；對典型結(jié)冰氣象條件下的結(jié)冰算例進行計算，通過對比本文計算結(jié)果與實驗結(jié)果及其他軟件計算結(jié)果，驗證了本文水滴軌跡及

3、結(jié)冰外形計算方法的正確性。第三章介紹了數(shù)值計算中的三種動網(wǎng)格模型：Smoothing模型、Layering模型、Remeshing模型，分析了三種動網(wǎng)格模型的適用范圍以及應(yīng)用于飛機結(jié)冰計算的可行性，針對飛機非定常結(jié)冰問題提出使用Smoothing模型及Remeshing模型結(jié)合對飛機結(jié)冰進行模擬的方案，實現(xiàn)飛機結(jié)冰計算中結(jié)冰邊界的動態(tài)更新過程；計算了非穩(wěn)態(tài)結(jié)冰情況下的結(jié)冰外形與穩(wěn)態(tài)結(jié)冰計算方法結(jié)果進行比較，分析兩者差異和產(chǎn)生原因，計算結(jié)