飞机结冰中水滴撞击特性的欧拉法准确性分析

作     者：申晓斌 赵文朝 林贵平 亓子程 SHEN Xiaobin;ZHAO Wenzhao;LIN Guiping;QI Zicheng

作者机构：北京航空航天大学航空科学与工程学院人机工效与环境控制重点学科实验室北京100191 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 北京航空航天大学国际通用工程学院北京100191 

基　　金：国家自然科学基金(51806008) 结冰与防除冰重点实验室开放课题(IADL20200307) 

出 版 物：《北京航空航天大学学报》 (Journal of Beijing University of Aeronautics and Astronautics)

年 卷 期：2023年第49卷第8期

页      码：1912-1921页

摘      要：过冷水滴撞击特性计算是飞机结冰冰形预测与防除冰系统性能分析的基础,常用方法为欧拉法与拉格朗日法,2种方法的结果通常是一致的,但在某些部件上会出现差异。通过对欧拉法与拉格朗日法进行比较,分析2种方法结果的异同,进而讨论欧拉法对于飞机结冰中水滴撞击特性计算的准确性。以NACA 0012翼型、冰风洞风道、S形进气道与发动机气膜帽罩为对象,采用欧拉法与拉格朗日法计算获得水滴运动及局部水收集系数。结果表明:当水滴运动未受到上游效应影响时,欧拉法与拉格朗日法的结果一致;当水滴发生偏转后,欧拉法速度的单一性使水滴流线不能相交,而拉格朗日法能捕捉水滴轨迹的交叉,导致2种方法的预测产生差异,且欧拉法结果与水滴不碰撞及聚并的假设存在冲突;水滴在上游部件空气绕流或气流吹袭作用下都会发生偏转,使得欧拉法与拉格朗日法得到的下游表面水收集系数不相符,欧拉法对于S形进气道与发动机气膜帽罩的水滴运动及撞击特性计算存在误差。研究成果对飞机结冰冰形的准确预测及防除冰系统的设计有重要参考价值。

主 题 词：飞机结冰 水滴撞击特性 欧拉法 拉格朗日法 轨迹交叉 

学科分类：08[工学] 0837[0837] 082504[082504] 0825[工学-环境科学与工程类] 

核心收录：

D　O　I：10.13700/j.bh.1001-5965.2021.0607

馆 藏 号：203123308...