摘要：结冰问题严重威胁现代飞行器的飞行安全。当前,数值模拟结冰过程是一种高效的结冰问题研究方法。本文首先对OAXXX翼型生成六面体计算网格,然后对该翼型的流场、水滴撞击、结冰过程进行了数值模拟研究,重点研究了不同的MVD(平均水滴直径)对于水滴收集效率、冰形的影响,并将不同MVD情况下结冰后的翼型气动特性和结冰前进行了对比。

摘要：结冰问题严重影响飞机飞行安全,结冰智能预测是飞机智能防除冰系统设计和安全设计的重要依据和支撑。为解决复杂冰形在翼面同一位置的法线方向冰形厚度存在多值的问题,提出基于转置卷积神经网络的翼型结冰冰形图像化预测方法。设计预测模型的神经网络结构、损失函数、数据规范等,直接将影响飞机结冰的飞行和大气条件作为输入,以灰度化的冰形图像作为输出。基于NACA0012翼型,通过数值模拟方法生成冰形数据集,同时利用风洞试验结果对数值模拟方法进行验证,以确保生成数据的可信度。构建以飞行速度、温度、液态水含量、平均水微滴直径和结冰时长5项参数作为输入的预测模型,并进行仿真训练和验证。仿真结果表明:所提翼型结冰预测模型不仅能够快速预测翼型冰形,而且在冰体轮廓、结冰上下极限、冰角位置、结冰厚度等主要特征方面也与数值计算结果符合较好。

摘要：开发了一个应用程序YICE2D用于霜冰的冰形预测,程序采用模块化方式设计。结冰过程的模拟采用时间步进的方法,水滴收集系数的计算使用欧拉法,水滴控制方程的求解和结冰量的计算通过FLUENT的自定义函数完成,网格更新在Gridgen中进行。YICE2D程序适时调用FLUENT和Gridgen以使整个计算过程全自动化。并计算了两组霜冰的测试算例,与LEWICE 2.0的验证结果对比表明,该方法有效。

摘要：边界保护是保障飞机安全性的重要方面,对目前国内外飞机结冰安全边界问题的研究现状及进展进行了综述,对飞机结冰致灾物理链路的影响因素及规律进行了分析,指出目前从飞行力学角度出发的安全边界尚未全面考虑飞机结冰致灾复杂物理现象的相关因素,并提出了飞机结冰多重安全边界的概念,将飞机结冰的安全边界分为气象边界、冰形边界和飞行安全边界。结合相应的物理规律和实际应用,按照飞机结冰导致性能恶化的影响程度、飞行操纵影响程度等对边界又进行了多重属性划分。进一步梳理了多重安全边界研究需解决的主要关键问题,提出了下一步的相关研究方向,可为飞机设计、适航认证、飞行操纵、航路规划、分级优化保护等方面的应用提供支撑和参考。

摘要：通过自行设计的冰风洞系统模拟不同的结冰气象条件,以某翼型为研究对象进行机翼结冰的试验研究。试验得到不同结冰气象条件下的3种典型冰形:霜状冰、混合冰、瘤状冰,并且分析了相应冰形的形成机理以及所需的结冰气象条件。所得结果与已有的研究结果进行对比,表明本文的冰风洞试验方法可行,并且效果良好、可靠性高。

摘要：飞机的结冰表面出现微小的凹凸不平,即形成所谓的粗糙度,对飞机气动性能产生一定的影响。在考虑表面粗糙度时,针对对流换热系数的计算建立了热力学模型,同时对只有单个粗糙微元的表面进行了流场计算和表面对流换热效果分析;然后利用边界层积分方法,对某一翼型光滑表面和不同程度的粗糙表面分别进行了流场计算、对流换热系数计算以及结冰冰形的模拟仿真。结果表明:结冰表面粗糙度很大程度增强了表面的对流换热效果,导致在翼型前缘位置结冰厚度更大、冰角突出更为明显并且距离驻点区域更近。

摘要：明冰具有较为明显的凹槽和冰角特征,对翼型气动外形的破坏程度最为严重。本文基于LewInt软件对某型飞机翼型处于明冰结冰过程开展了气动性能分析,并对其中的机理进行了研究。最终结果表明:翼型在结冰阶段升力系数下降了4%,阻力系数增加了25%。