飛機(jī)結(jié)冰中的水膜模型研究.pdf

1、結(jié)冰現(xiàn)象嚴(yán)重影響飛行器的飛行安全，為了保證飛行器的安全性和可操作性，減少試驗(yàn)資源消耗，并為防除冰系統(tǒng)的設(shè)計打下良好的基礎(chǔ)，需要通過對數(shù)值模擬手段了解結(jié)冰情況。目前，基于Messinger思想的結(jié)冰模型無法對飛機(jī)結(jié)冰試驗(yàn)中觀察到的微觀現(xiàn)象進(jìn)行描述，且其對明冰和混合冰的模擬結(jié)果與試驗(yàn)結(jié)果有一定差距，因此，需要對已有結(jié)冰模型進(jìn)行改進(jìn)。
　　本文圍繞飛機(jī)蒙皮表面的結(jié)冰問題，對飛機(jī)結(jié)冰現(xiàn)象及結(jié)冰數(shù)值模擬的研究現(xiàn)狀進(jìn)行了概述；建立了基于Mes

2、singer控制體思想的結(jié)冰模型，論述了該模型的主要思路和求解方法，對典型工況下的二維冰形進(jìn)行了模擬，計算結(jié)果表明該模型對明冰的模擬精度有待提高；在對水膜模型基本建模理論及水膜破斷理論進(jìn)行分析的基礎(chǔ)上，建立了包含連續(xù)水膜、水珠和溪流狀態(tài)的二維水膜結(jié)冰模型，論述了該模型的求解方法，對典型工況下的結(jié)冰進(jìn)行了模擬，計算結(jié)果表明該模型提高了明冰預(yù)測的準(zhǔn)確性；通過引入一系列簡化假設(shè)，將水膜模型由二維拓展到三維，論述了三維水膜結(jié)冰模型的求解方法，模

3、擬了帶吊艙的三維整機(jī)表面的積冰，說明該模型的可行性；在對等效沙粒粗糙度模型進(jìn)行分析的基礎(chǔ)上，建立了基于表面液態(tài)水分布狀態(tài)的多區(qū)域粗糙度模型，應(yīng)用該模型計算了不同結(jié)冰溫度下二維翼型表面的粗糙度分布，并對粗糙表面對流換熱系數(shù)計算的等溫表面邊界層積分模型進(jìn)行了闡述。
　　本文建立的水膜結(jié)冰模型能夠?qū)Y(jié)冰表面液態(tài)水分布狀態(tài)進(jìn)行更加細(xì)致的描述，對開展表面疏水材料研究及液體防冰機(jī)理研究具有指導(dǎo)意義，同時也為過冷大水滴結(jié)冰現(xiàn)象、表面粗糙度形成機(jī)