航空發(fā)動機中冰片運動軌跡的數(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)境溫度過低云中的過冷水滴就會在飛機的機頭、機翼、機身、航空發(fā)動機的進氣道唇口、進氣錐、整流支板等會出現(xiàn)結(jié)冰與積冰現(xiàn)象。當飛機和發(fā)動機的除冰裝置開啟時或者環(huán)境溫度升高、氣動力以及機械振動的作用下這些部件表面上的結(jié)冰或者積冰就會從這些部件表面脫落，從而會向下游飛去，例如從航空發(fā)動機的進氣道唇口、整流錐、整流支板表面上脫落的冰片就會向航空發(fā)動機的核心機飛去就有可能打到航空發(fā)動機的葉片，造成葉

2、片斷裂，從而影響航空發(fā)動機的正常工作。因此，研究積冰從飛機或航空發(fā)動機部件表面脫落后的運行軌跡一直是飛機制造商所關(guān)注的主要課題。
　　本文歸納了兩種可實現(xiàn)的模擬方法，一種是采用CFD中的動網(wǎng)格方法，另一種是采用穩(wěn)態(tài)數(shù)據(jù)庫的方法。由于CFD中的動網(wǎng)格算法對計算機的硬件要求高以及計算時間長等缺點，本文擬采用穩(wěn)態(tài)數(shù)據(jù)庫的方法，穩(wěn)態(tài)數(shù)據(jù)庫算法的優(yōu)點主要表現(xiàn)在計算時間短并且對計算機的硬件要求也低。穩(wěn)態(tài)數(shù)據(jù)庫方法由四個模塊構(gòu)成，三個數(shù)據(jù)輸入模

3、塊分別為：一、脫落冰的質(zhì)量和轉(zhuǎn)動慣量輸入模塊，二、帶進氣錐的航空渦扇發(fā)動機氣流通道的流場數(shù)據(jù)，三、脫落冰在流場中受的氣動力和氣動力矩。還有一個核心模塊是冰片軌跡仿真模型，這個模塊通過VC++編程實現(xiàn)的。對于這四個模塊難點是冰片在流場中受到的氣動力和氣動力矩獲取，由于沒有現(xiàn)成數(shù)據(jù)可用，本文擬采用CFD方法來解決，就是根據(jù)不同來流和攻角計算大量的冰片受到氣動力的數(shù)據(jù)，放入數(shù)據(jù)庫中，當計算時通過插值獲取。得出了以下結(jié)論：冰片受到的氣動力和氣動