摘要：飞机在飞越含有过冷水滴的云层时,机翼、发动机进气道表面容易发生结冰,危害飞行安全。热气防冰是应用最为广泛的结冰防护手段之一,为了保证在较低的引气量下仍能满足防冰要求,提出了基于引气控制的热气防冰优化设计方法。基于本征正交分解和径向基函数神经网络建立热气防冰性能快速预测方法,实现对防冰优化设计空间内结构参数变化后对应表面温度、溢流水质量流量分布等的快速评估。基于差分进化算法、快速非支配排序遗传算法开展热气防冰系统的单目标优化设计和多目标优化设计,并使用热气防冰性能快速预测方法评估种群个体的目标函数和约束函数。在满足优化问题约束条件的前提下,单目标优化设计所得热气防冰结构较基础设计所需引气量下降了23.41%;多目标优化设计可以得到一系列优化的防冰结构,设计人员可以通过评估减小引气量和增强防冰性能两方面目标的权重来选择最为合适的热气防冰结构设计方案。

摘要：机翼热气防冰数值模拟中,根据N-S方程求解流场,用Euler法获得水滴撞击特性,通过蒙皮导热将求解得到的内外流场进行耦合传热并达到稳定后,开始模拟结冰,来进行机翼热气防冰及形成溢流结冰的数值计算。计算结果表明,热空气防冰数值模拟是可行和合理的。采用数值模拟方法对机翼热空气防冰过程进行了模拟,得到了由于引气温度不足或机翼热空气保护面积不同而导致的不同溢冰高度和位置。分析了供气温度、防冰区域对翼面溢流冰形成的影响。结果表明:供气温度直接正向影响热交换后蒙皮表面温度。供气温度越低,溢流冰形高度越高,对气动特性影响也越大;热防护区域范围对溢流结冰结果也会产生影响,热防护区域越大,冻结位置距离驻点越远,而且冰形高度越低,对气动特性影响也越弱。

摘要：通过设计导向叶片热气防冰试验方案,开展了针对不同的外部结冰来流参数条件下导向叶片的防冰试验研究.得到了不同防冰热气引气流量下导向叶片表面温度的变化情况,通过摄像记录了整个试验过程.了解了防冰热气引气流量不足情况下导向叶片前缘以及叶盆的结冰情况.试验结果对于分析叶片结冰状态下表面流动换热机理,优化设计叶片内部热气流道,提高进口导向叶片的防冰能力有重要参考价值.

摘要：提出了一种基于欧拉壁面液膜(EWF)模型的热气防冰腔性能仿真计算的新方法。通过FLUENT软件用户自定义标量(UDS)框架求解水滴控制方程获取三维表面水滴撞击特性。通过对各微元的水收集率、水膜蒸发率等进行质量平衡分析得到了通过该微元的质量流量,并以此作为EWF模型质量流量边界条件进行空气驱动下三维水膜厚度分布的计算,进而建立了防冰表面水膜流动动态模型。在此基础上建立了适用于三维防冰表面的耦合换热模型,通过引入亚松弛因子实现了内外流场、水膜流动及蒙皮导热的松散耦合求解。通过对某发动机短舱模型三维算例计算结果的分析和对比,结果表明所采用的计算方法是合理可信的,可以用于三维防冰腔性能的计算。

摘要：建立某型防冰腔的CFD分析模型,研究射流孔孔径d、射流孔与热气冲击面间距H以及射流孔排列形式对蒙皮的换热系数和防冰效率的影响规律。分析表明:d与H的比值是影响防冰腔性能的重要因素,d/H越大,换热效果越好,防冰系统的防冰效率也相应降低;采用交叉排列的笛形管模型换热系数与传热效率比同等条件下平行排列的模型效果好。研究结果为防冰腔的改进设计提供了指导。

摘要：飞机发动机唇口防冰对飞行安全具有十分重要的意义,对于热气防冰系统,防冰腔的解耦形式对防冰的效果影响很大。本文以某无人机发动机进气道防冰系统为模型,针对双蒙皮防冰腔结构进行了仿真分析,在不同的飞行状态、环境和引气条件下,对防冰表面温度、水膜厚度、溢流水状态进行计算,为防冰系统的设计提供依据。

摘要：介绍了一种防冰状态下涡轴发动机零级导叶壁面温度的简化计算方法。采用这种方法,导叶的水撞击效率以流场计算结果为基础使用拉格朗日法得到。在假设叶片壁面维持湿润的条件下,通过分析参与叶片壁面能量交换的各项热流,并结合空气系统的计算结果,确定了Ansys热分析时所需的边界条件,由此得到了热平衡时叶片壁面的温度场。与冰风洞热气防冰试验值的对比结果,证实了该简化计算方法的有效性,可为导叶热气防冰系统的设计提供一定指导。