本文關(guān)鍵詞：飛機結(jié)冰計算中水滴撞擊特性研究及實驗　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,飛機結(jié)冰問題越來越受到重視,飛機結(jié)冰問題及防除冰系統(tǒng)研究也逐漸深入。目前,研究飛機結(jié)冰的方法有飛行試驗、冰風(fēng)洞實驗、數(shù)值模擬方法,而數(shù)值模擬方法由于成本低,速度快等特點成為研究結(jié)冰問題的主要方法。本文針對飛機結(jié)冰的數(shù)值模擬過程,重點研究其中的歐拉法水滴撞擊特性計算以及基于動網(wǎng)格的結(jié)冰非定常計算方法,并對水滴撞擊過程中可能會發(fā)生的飛濺、破碎反彈等現(xiàn)象進行了實驗研究。本文主要內(nèi)容分五章,第一章對飛機結(jié)冰的危害進行了簡要描述,介紹了當前國內(nèi)外對飛機結(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、流場計算、水滴軌跡計算及結(jié)冰生成計算的方法,重點研究了基于拉格朗日法和歐拉法的水滴撞擊特性計算方法,并介紹具體求解過程;基于Messinger模型建立了二維結(jié)冰生長模型并給出了求解結(jié)冰外形的方法;對典型結(jié)冰氣象條件下的結(jié)冰算例進行計算,通過對比本文計算結(jié)果與實驗結(jié)果及其他軟件計算結(jié)果,驗證了本文水滴軌跡及結(jié)冰外形計算方法的正確性。第三章介紹了數(shù)值計算中的三種動網(wǎng)格模型:Smoothing模型、Layering模型、Remeshing模型,分析了三種動網(wǎng)格模型的適用范圍以及應(yīng)用于飛機結(jié)冰計算的可行性,針對飛機非定常結(jié)冰問題提出使用Smoothing模型及Remeshing模型結(jié)合對飛機結(jié)冰進行模擬的方案,實現(xiàn)飛機結(jié)冰計算中結(jié)冰邊界的動態(tài)更新過程;計算了非穩(wěn)態(tài)結(jié)冰情況下的結(jié)冰外形與穩(wěn)態(tài)結(jié)冰計算方法結(jié)果進行比較,分析兩者差異和產(chǎn)生原因,計算結(jié)果表明:非穩(wěn)態(tài)結(jié)冰計算可以提高飛機結(jié)冰數(shù)值模擬的精度。第四章對水滴撞擊特性進行了實驗研究,通過實驗與數(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)值模擬的方法計算了水滴飛濺對水滴撞擊特性和結(jié)冰冰形的影響。第五章對全文工作進行綜合性總結(jié),并對未來工作進行展望。
【學(xué)位授予單位】：南京航空航天大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：V321.229

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本文編號：1312531