大粒径过冷水滴结冰模拟破碎模型研究

目前的民机结冰适航规范中,大粒径过冷水滴(supercooled large droplet,SLD)环境尚未得到规定,是一个重大的飞行安全隐患。由于SLD的粒径较大(大于50μm),在研究其结冰时需要考虑水滴动力学过程。针对SLD成冰模拟中破碎模型的不足,根据对破碎机理的认识提出了多因素破碎(multifactor-effected breakup,MEB)判定模型,并结合积冰算法对SLD环境中的结冰进行了模拟,验证了模型的有效性,证明其能提高对SLD结冰的模拟能力。从翼面收集率及冰型生长两方面对SLD的结冰过程和水滴动力学过程产生的效应进行了分析。

多段翼型的大粒径过冷水滴结冰特征及气动影响分析

基于验证有效的SJTUICE(Shanghai Jiao Tong University Icing Simulation Code)数值方法,模拟了大粒径过冷水滴(SLD)条件下多段翼型冰形特征,并与常规粒径条件作对比,通过计算流体力学方法分析了多段翼型在SLD条件与常规粒径条件结冰对气动影响的差异性.结果表明:SLD条件下,缝翼处结出的角冰更大且位置更靠后,襟翼处结冰的影响尤为明显,向前生长出较大冰角,造成缝道处流场严重改变.攻角6°~22°范围内,SLD结冰对气动性能的改变远大于常规粒径条件,其中400μm粒径水滴结冰后最大升力系数的下降达63.5%,失速攻角大幅提前8°.

大粒径过冷水滴碰撞-结冰收集率分布经验模型

目前的民机结冰适航规范中,大粒径过冷水滴(supercooled large droplet,SLD)结冰环境尚未得到规定,准确预测飞机在SLD条件下的积冰对完善适航规范有重要意义。考虑SLD碰撞-结冰过程中的扩散及流动效应,通过对单个SLD碰撞金属铝表面的实验,研究SLD的碰撞-结冰过程,提出了一个考虑结冰环境及SLD特征因子的结冰收集率经验模型(collection efficiency distribution,CED);并将该模型应用于二维翼型积冰模拟中,分析SLD条件下的积冰特征。在SLD条件下,考虑了CED模型的翼型积冰模拟相比之前的模拟有了较大改进。