為模擬旋轉(zhuǎn)部件復雜表面的結(jié)冰過程,開展旋轉(zhuǎn)空氣流場、水滴撞擊,以及水膜流動結(jié)冰熱力學模型研究。采用旋轉(zhuǎn)坐標系進行處理,將慣性系下的周期轉(zhuǎn)動邊界轉(zhuǎn)換為定常流動邊界,求解其N-S方程,獲得旋轉(zhuǎn)空氣流場。在此基礎上,將科里奧利加速度及離心加速度引入水滴流動的控制方程,利用歐拉方法建立水滴運動撞擊旋轉(zhuǎn)壁面的撞擊特性模型。最后,在旋轉(zhuǎn)坐標系下對表面水膜的受力運動情況進行分析,建立了考慮離心力與科里奧利力影響的三維旋轉(zhuǎn)表面水膜流動結(jié)冰熱力學模型。以旋轉(zhuǎn)圓柱為對象,進行了仿真計算,結(jié)果表明,所建立的模型對旋轉(zhuǎn)部件的水滴撞擊與結(jié)冰模擬是可行的,且隨旋轉(zhuǎn)速度的增加,水滴撞擊與結(jié)冰區(qū)域的偏移更加顯著。 

【文章來源】：飛機設計. 2020,40(05)

【文章頁數(shù)】：8 頁

【部分圖文】：

旋轉(zhuǎn)體模型

將旋轉(zhuǎn)體模型導入ICEM軟件,對其進行三維結(jié)構化網(wǎng)格劃分,并對內(nèi)表面和圓柱葉片表面附近的網(wǎng)格進行加密,最終劃分出的結(jié)構網(wǎng)格數(shù)量約為736萬,網(wǎng)格劃分如圖2所示。2.2 模型計算方法

圖4為葉片靜止時計算得到的結(jié)冰冰形。可以看到,結(jié)冰區(qū)域覆蓋了圓柱前緣大部分區(qū)域,比水滴撞擊區(qū)域要大,說明這種情況下為明冰,有水膜溢流的作用。圖4 結(jié)冰冰形 (固定)

【參考文獻】：
期刊論文
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