本文關(guān)鍵詞：飛機(jī)結(jié)冰計(jì)算中水滴撞擊特性研究及實(shí)驗(yàn)　出處：《南京航空航天大學(xué)》2016年碩士論文　論文類型：學(xué)位論文

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【摘要】：隨著航空工業(yè)的發(fā)展,飛機(jī)結(jié)冰問題越來(lái)越受到重視,飛機(jī)結(jié)冰問題及防除冰系統(tǒng)研究也逐漸深入。目前,研究飛機(jī)結(jié)冰的方法有飛行試驗(yàn)、冰風(fēng)洞實(shí)驗(yàn)、數(shù)值模擬方法,而數(shù)值模擬方法由于成本低,速度快等特點(diǎn)成為研究結(jié)冰問題的主要方法。本文針對(duì)飛機(jī)結(jié)冰的數(shù)值模擬過程,重點(diǎn)研究其中的歐拉法水滴撞擊特性計(jì)算以及基于動(dòng)網(wǎng)格的結(jié)冰非定常計(jì)算方法,并對(duì)水滴撞擊過程中可能會(huì)發(fā)生的飛濺、破碎反彈等現(xiàn)象進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)研究。本文主要內(nèi)容分五章,第一章對(duì)飛機(jī)結(jié)冰的危害進(jìn)行了簡(jiǎn)要描述,介紹了當(dāng)前國(guó)內(nèi)外對(duì)飛機(jī)結(jié)冰研究方向以及研究主要方法及成果。第二章描述了飛機(jī)結(jié)冰數(shù)值模擬的基本流程,分別介紹了網(wǎng)格生成、流場(chǎng)計(jì)算、水滴軌跡計(jì)算及結(jié)冰生成計(jì)算的方法,重點(diǎn)研究了基于拉格朗日法和歐拉法的水滴撞擊特性計(jì)算方法,并介紹具體求解過程;基于Messinger模型建立了二維結(jié)冰生長(zhǎng)模型并給出了求解結(jié)冰外形的方法;對(duì)典型結(jié)冰氣象條件下的結(jié)冰算例進(jìn)行計(jì)算,通過對(duì)比本文計(jì)算結(jié)果與實(shí)驗(yàn)結(jié)果及其他軟件計(jì)算結(jié)果,驗(yàn)證了本文水滴軌跡及結(jié)冰外形計(jì)算方法的正確性。第三章介紹了數(shù)值計(jì)算中的三種動(dòng)網(wǎng)格模型:Smoothing模型、Layering模型、Remeshing模型,分析了三種動(dòng)網(wǎng)格模型的適用范圍以及應(yīng)用于飛機(jī)結(jié)冰計(jì)算的可行性,針對(duì)飛機(jī)非定常結(jié)冰問題提出使用Smoothing模型及Remeshing模型結(jié)合對(duì)飛機(jī)結(jié)冰進(jìn)行模擬的方案,實(shí)現(xiàn)飛機(jī)結(jié)冰計(jì)算中結(jié)冰邊界的動(dòng)態(tài)更新過程;計(jì)算了非穩(wěn)態(tài)結(jié)冰情況下的結(jié)冰外形與穩(wěn)態(tài)結(jié)冰計(jì)算方法結(jié)果進(jìn)行比較,分析兩者差異和產(chǎn)生原因,計(jì)算結(jié)果表明:非穩(wěn)態(tài)結(jié)冰計(jì)算可以提高飛機(jī)結(jié)冰數(shù)值模擬的精度。第四章對(duì)水滴撞擊特性進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)研究,通過實(shí)驗(yàn)與數(shù)值相結(jié)合的方法研究了不同入射速度、不同入射角和不同表面粗糙度下水滴的撞擊特性,用數(shù)值模擬的方法計(jì)算了水滴飛濺對(duì)水滴撞擊特性和結(jié)冰冰形的影響。第五章對(duì)全文工作進(jìn)行綜合性總結(jié),并對(duì)未來(lái)工作進(jìn)行展望。
【學(xué)位授予單位】：南京航空航天大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：V321.229

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本文編號(hào)：1312531