机翼混合相冰晶结冰现象的数值研究

V211.41; 为探究冰晶与过冷水滴共存时的混合相结冰特性,基于FENSAP-ICE结冰计算平台,以NACA0012翼型为研究对象,采用阻力系数对非球形冰晶的运动过程进行修正,考虑了冰晶黏附效应和侵蚀效应的影响,建立了欧拉框架下冰晶运动、碰撞、黏附、结冰和侵蚀全物理过程的混合相结冰数值计算方法.分析了冰晶质量浓度(ice water content,IWC)、液态水质量浓度(liquid water content,LWC)以及冰晶黏附和侵蚀效应对结冰形态和结冰厚度的影响规律,对比了 NTI和NRC两种冰晶黏附模型的适用条件.研究结果表明:当总水含量(total water content,...

Full description

Saved in:
Bibliographic Details
Published in西安交通大学学报 Vol. 58; no. 10; pp. 168 - 177
Main Authors 钟富豪, 刘森云, 刘秀芳, 代欣波, 陈佳军, 苗庆硕, 易贤, 侯予
Format Journal Article
LanguageChinese
Published 西安交通大学深低温技术与装备教育部重点实验室,710049,西安 01.10.2024
西安交通大学能源与动力工程学院,710049,西安%中国空气动力研究与发展中心结冰与防除冰重点实验室,621000,四川绵阳%西安交通大学能源与动力工程学院,710049,西安
Subjects
混合相
冰晶结冰
侵蚀
黏附
erosion
mixed phase
ice crystal icing
adhesion
数值模拟
numerical simulation
Online AccessGet full text
ISSN0253-987X
DOI10.7652/xjtuxb202410015

Cover

More Information
Summary:V211.41; 为探究冰晶与过冷水滴共存时的混合相结冰特性,基于FENSAP-ICE结冰计算平台,以NACA0012翼型为研究对象,采用阻力系数对非球形冰晶的运动过程进行修正,考虑了冰晶黏附效应和侵蚀效应的影响,建立了欧拉框架下冰晶运动、碰撞、黏附、结冰和侵蚀全物理过程的混合相结冰数值计算方法.分析了冰晶质量浓度(ice water content,IWC)、液态水质量浓度(liquid water content,LWC)以及冰晶黏附和侵蚀效应对结冰形态和结冰厚度的影响规律,对比了 NTI和NRC两种冰晶黏附模型的适用条件.研究结果表明:当总水含量(total water content,TWC)一定时,随着冰水含量比IWC与LWC之比的增加,结冰覆盖面积逐渐减小,最大结冰厚度先增大后减小,冰形由冠状逐渐变为尖角状,当IWC与LWC分别为0.4g·m-3和1.0 g·m-3时,驻点处的结冰厚度达到最大值;对于高IWC工况,NRC黏附模型的驻点结冰厚度更接近实验结果,误差为7.2％;对于低IWC工况,NTI模型与NRC模型的驻点结冰厚度接近;侵蚀作用主要影响翼型驻点附近的区域,IWC或LWC的增大均会加剧侵蚀效应.研究可为飞行器高效防除冰系统的设计提供理论依据.
ISSN:0253-987X
DOI:10.7652/xjtuxb202410015