考虑冰层断裂与界面脱粘的电脉冲除冰仿真

电脉冲除冰系统具备重量轻、能耗低、效率高等诸多优势,在飞机除冰领域应用前景广阔。基于损伤力学原理,考虑了界面脱粘、冰层断裂与裂纹扩展对冰脱落的影响机制,发展了一套电脉冲除冰有限元模型,对电脉冲除冰过程进行了瞬态动力学仿真。通过对仿真模型与实验结果进行比对分析,证实了该模型较传统模型具有更高的准确性和合理性,为电脉冲除冰系统设计提供了新的、更精确的仿真手段。此外,还对一系列影响冰脱落的关键参数进行了深入探讨,包括冰层断裂强度、断裂能、冰层与蒙皮之间的法向粘附强度以及剪切粘附强度等。研究表明,影响电脉冲除冰效果最显著的因素是冰层与蒙皮之间的界面剪切强度,这些发现有助于促进复合式防除冰系统的设计,从而实现更高的除冰效率。

基于近场动力学的破冰阻力预报方法研究

为了探究破冰航行过程中海冰破坏规律及船舶的破冰阻力,本文基于船-冰接触判别算法和近场动力学方法建立破冰阻力预报模型。并同模型试验结果进行对比,结果表明:预报模型能够有效地模拟船-冰相互作用下的海冰破碎过程,并实现3 kn航速下破冰阻力预报结果误差为10.08%。在此基础下,开展不同航速下破冰阻力预报工作,发现随着航速的增加,因弯曲破坏形成的碎冰尺寸更加细小,导致冰层断裂破坏所需的能量增加,从而引起破冰阻力的增大。