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文檔簡介
1、飛機在含有過冷水滴的云層中飛行時，水滴撞擊在迎風(fēng)表面后凍結(jié)發(fā)生結(jié)冰。結(jié)冰積累導(dǎo)致飛機表面高低不平，粗糙度增加。結(jié)冰表面粗糙度影響飛機表面的氣流流動，使得氣流邊界層的轉(zhuǎn)捩位置前移，并且會強化飛機表面與氣流之間的對流換熱。在結(jié)冰計算中，粗糙度和對流換熱過程對生成的冰量和冰形有很大影響，因此，考慮粗糙度產(chǎn)生的原因及衡量方法，并將改進的粗糙度模型嵌入現(xiàn)有的結(jié)冰計算模型中可以提高結(jié)冰預(yù)測結(jié)果的準(zhǔn)確性。
本文的主要內(nèi)容為：首先對飛機結(jié)冰過
2、程中粗糙度的產(chǎn)生原因、衡量方法及其對結(jié)冰過程的影響進行了介紹，并對對流換熱系數(shù)的概念和影響因素進行了概述。第二章介紹了結(jié)冰數(shù)值模擬流程，針對其中的結(jié)冰計算模塊，詳細闡述了現(xiàn)有的兩大結(jié)冰預(yù)測模型：Messinger模型和基于液態(tài)水的水膜結(jié)冰模型，利用兩種模型對機翼結(jié)冰進行預(yù)測，通過計算結(jié)果與實驗對比，得出每種模型適合求解的結(jié)冰類型，從提高計算精度的角度將兩種模型結(jié)合。第三章闡述了飛機結(jié)冰數(shù)值模擬中三種粗糙度計算模型：等效砂礫粗糙度模型、基
3、于表面幾何的粗糙度模型和基于表面液態(tài)水分布的粗糙度模型，對比分析不同計算方法的適用范圍，進而提出了一種多因素影響的粗糙度計算模型。第四章針對機翼結(jié)冰數(shù)值模擬過程，比較和分析不同對流換熱系數(shù)的求解方法，即FLUENT軟件計算法和邊界層積分法，分析影響FLUENT計算結(jié)果的參數(shù)和設(shè)置，并分析軟件計算得到的對流換熱系數(shù)不能用在結(jié)冰模擬中的原因。第五章將第三章提出的粗糙度模型和第四章得到的適用于結(jié)冰計算的對流換熱系數(shù)計算方法嵌入到改進的水膜結(jié)冰
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