翼型的結(jié)冰數(shù)值模擬及相關(guān)控制研究.pdf

1、結(jié)冰是可能導(dǎo)致飛機(jī)發(fā)生嚴(yán)重事故的原因之一，因此飛機(jī)結(jié)冰的研究越來(lái)越受到各國(guó)的重視。當(dāng)飛機(jī)穿越云層飛行時(shí)，云層中含有大量的過(guò)冷水滴就會(huì)撞擊到飛機(jī)表面，發(fā)生結(jié)冰現(xiàn)象。飛機(jī)結(jié)冰過(guò)程是一個(gè)包括復(fù)雜傳質(zhì)傳熱現(xiàn)象的物理過(guò)程，涉及到包括氣象學(xué)、傳熱學(xué)、流體力學(xué)等的多個(gè)學(xué)科。國(guó)內(nèi)開(kāi)展此研究相對(duì)較晚，實(shí)驗(yàn)條件較為欠缺，飛機(jī)防除冰系統(tǒng)的設(shè)計(jì)還得依賴工程估算。本文采用計(jì)算流體力學(xué)的方法對(duì)翼型結(jié)冰過(guò)程進(jìn)行研究，預(yù)測(cè)了翼型結(jié)冰的外形，分析了結(jié)冰對(duì)翼型氣動(dòng)特性的影

2、響，最后采用主動(dòng)控制的辦法，探索了通過(guò)設(shè)計(jì)機(jī)翼凸出物外形控制其表面結(jié)冰情況。
　　本文主要的研究工作包括以下幾個(gè)方面：
　　（1）介紹了飛機(jī)結(jié)冰現(xiàn)象和國(guó)內(nèi)外主要的研究方法，重點(diǎn)介紹了飛機(jī)結(jié)冰數(shù)值模擬研究的發(fā)展情況。
　　（2）采用Roe格式求解二維可壓縮N-S方程，時(shí)間推進(jìn)為顯式的五步Runge-Kutta格式，湍流模型為Spalat-Allmaras模型。
　　（3）采用以Lagrange法為基礎(chǔ)的理論來(lái)建立的

3、水滴運(yùn)動(dòng)軌跡方程，討論了機(jī)翼外形，弦長(zhǎng)，飛行速度，過(guò)冷水滴直徑，含量對(duì)滴運(yùn)動(dòng)軌跡和局部水收集系數(shù)的影響。
　　（4）采用以Messinger思想建立結(jié)冰數(shù)學(xué)模型，在考慮表面粗糙度影響的情況下采用邊界層積分的方法計(jì)算對(duì)流換熱系數(shù)，對(duì)典型狀態(tài)下的NACA0012翼型進(jìn)行了結(jié)冰數(shù)值模擬，并分析了結(jié)冰后對(duì)氣動(dòng)特性的影響。
　?。?）采用主動(dòng)控制的辦法，控制機(jī)翼翼面上的冰形。
　?。?）對(duì)本文的工作進(jìn)行了總結(jié)，并提出后續(xù)工作的研