一种基于水滴收集量代理模型的结冰试飞空域确定方法

作     者：牛俊杰 桑为民 李栋 郝莲 王泽林 NIU Junjie;SANG Weimin;LI Dong;HAO Lian;WANG Zelin

作者机构：西北工业大学航空学院西安710072 中国空气动力研究与发展中心结冰与防除冰重点实验室绵阳621000 中国商用飞机有限责任公司上海飞机设计研究院上海201210 中国飞行试验研究院西安710089 

基　　金：结冰与防除冰重点实验室开放课题(IADL20200101) 国家重大项目(GJXM92579) 国家科技专项 

出 版 物：《航空学报》 (Acta Aeronautica et Astronautica Sinica)

年 卷 期：2023年第44卷第1期

页      码：97-113页

摘      要：针对自然结冰试飞空域确定时使用的结冰指数只能给出结冰概率和结冰等级的问题,提出一种新的方法。通过对美国联邦航空条例(FAR)25部附录C连续最大结冰条件采样,对采样点进行空气流场和水滴撞击特性求解,获得不同工况的水滴收集量;基于POD(Proper Orthogonal Decomposition)和Kriging构建水滴收集量代理模型;使用WRF(Weather Research and Forecasting)对目标区域进行气象模拟,获得温度以及液态水含量分布;使用代理模型对目标区域内水滴收集量进行预测,以中度结冰强度对目标区域进行划分;最后,针对2种飞行速度对试飞空域的影响进行研究。结果表明:代理模型能够很好地预测温度、液态水含量、水滴中值体积直径、高度以及速度对水滴收集量的影响;WRF获得的目标区域的温度、液态水含量与观测值符合良好;基于代理模型可快速获得目标区域水滴收集量分布及随时间的变化,还可获得适合自然结冰试飞的目标区域及结冰速度;飞行速度的增加使得水滴收集量增加,进而引起试飞空域的变化。本文对结冰试飞空域确定具有一定参考意义。

主 题 词：结冰试飞 水滴收集量 代理模型 气象预测 飞机结冰 Weather Research and Forecasting(WRF) 

学科分类：08[工学] 0706[理学-大气科学类] 0714[0714] 0825[工学-环境科学与工程类] 0701[理学-数学类] 

核心收录：

D　O　I：10.7527/S1000-6893.2022.27697

馆 藏 号：203117928...