航空發(fā)動(dòng)機(jī)中冰片運(yùn)動(dòng)軌跡的數(shù)值模擬研究.pdf

1、在特定的飛行條件下，如低溫、高空等飛行條件下。由于環(huán)境溫度過(guò)低云中的過(guò)冷水滴就會(huì)在飛機(jī)的機(jī)頭、機(jī)翼、機(jī)身、航空發(fā)動(dòng)機(jī)的進(jìn)氣道唇口、進(jìn)氣錐、整流支板等會(huì)出現(xiàn)結(jié)冰與積冰現(xiàn)象。當(dāng)飛機(jī)和發(fā)動(dòng)機(jī)的除冰裝置開(kāi)啟時(shí)或者環(huán)境溫度升高、氣動(dòng)力以及機(jī)械振動(dòng)的作用下這些部件表面上的結(jié)冰或者積冰就會(huì)從這些部件表面脫落，從而會(huì)向下游飛去，例如從航空發(fā)動(dòng)機(jī)的進(jìn)氣道唇口、整流錐、整流支板表面上脫落的冰片就會(huì)向航空發(fā)動(dòng)機(jī)的核心機(jī)飛去就有可能打到航空發(fā)動(dòng)機(jī)的葉片，造成葉

2、片斷裂，從而影響航空發(fā)動(dòng)機(jī)的正常工作。因此，研究積冰從飛機(jī)或航空發(fā)動(dòng)機(jī)部件表面脫落后的運(yùn)行軌跡一直是飛機(jī)制造商所關(guān)注的主要課題。
　　本文歸納了兩種可實(shí)現(xiàn)的模擬方法，一種是采用CFD中的動(dòng)網(wǎng)格方法，另一種是采用穩(wěn)態(tài)數(shù)據(jù)庫(kù)的方法。由于CFD中的動(dòng)網(wǎng)格算法對(duì)計(jì)算機(jī)的硬件要求高以及計(jì)算時(shí)間長(zhǎng)等缺點(diǎn)，本文擬采用穩(wěn)態(tài)數(shù)據(jù)庫(kù)的方法，穩(wěn)態(tài)數(shù)據(jù)庫(kù)算法的優(yōu)點(diǎn)主要表現(xiàn)在計(jì)算時(shí)間短并且對(duì)計(jì)算機(jī)的硬件要求也低。穩(wěn)態(tài)數(shù)據(jù)庫(kù)方法由四個(gè)模塊構(gòu)成，三個(gè)數(shù)據(jù)輸入模

3、塊分別為：一、脫落冰的質(zhì)量和轉(zhuǎn)動(dòng)慣量輸入模塊，二、帶進(jìn)氣錐的航空渦扇發(fā)動(dòng)機(jī)氣流通道的流場(chǎng)數(shù)據(jù)，三、脫落冰在流場(chǎng)中受的氣動(dòng)力和氣動(dòng)力矩。還有一個(gè)核心模塊是冰片軌跡仿真模型，這個(gè)模塊通過(guò)VC++編程實(shí)現(xiàn)的。對(duì)于這四個(gè)模塊難點(diǎn)是冰片在流場(chǎng)中受到的氣動(dòng)力和氣動(dòng)力矩獲取，由于沒(méi)有現(xiàn)成數(shù)據(jù)可用，本文擬采用CFD方法來(lái)解決，就是根據(jù)不同來(lái)流和攻角計(jì)算大量的冰片受到氣動(dòng)力的數(shù)據(jù)，放入數(shù)據(jù)庫(kù)中，當(dāng)計(jì)算時(shí)通過(guò)插值獲取。得出了以下結(jié)論：冰片受到的氣動(dòng)力和氣動(dòng)