免费论文摘要：二维铁鸟冻结进程仿真

跟着大铁鸟项手段启用，海内亟须铁鸟冻结、防除冰上面的数值计划东西用以扶助安排，或为适航认证供给需要的数据维持。而国内涵铁鸟冻结数值模仿上面起步较晚，海内的接洽重要仍旧以二维NACA 0012翼型的数值计划为主，且对计划截止的考查考证并不充溢，难以满意铁鸟三维大元件、以至全机计划的工程须要。正文在这个后台下，紧贴工程名目本质需要，对波及铁鸟结、防冰数值模仿的几何中心题目举行了接洽。水珠撞击个性的计划是冻结、防除冰计划的普通。因为保守的拉格朗日法只符合二维大略外表的水珠搜集系数计划，本文华用欧拉法创造了三维水珠的疏通方程。在冻结局面前提下，因为水珠面积分数较小，所以觉得气氛和水珠是单向啮合的，气氛流场不妨独立预先计划。因为水珠遏制方程表露较强的对流个性，对于某些三维搀杂壁面运用高阶方法分割求解时会展示限制水珠面积分数特殊大的情景，既而引导散发。对准这个题目，正文提出了一种大略自符合的水珠面积分数数值分散模子，能灵验的巩固计划宁静性，而且不感化计划精度。在壁面处因为过冷水珠撞击后要冻结消逝，它对气氛而言是固壁，但对水珠而言十分于出口，须要特出处置。正文给出了两种实行本领，一种鉴于FLUENT自带的欧拉模子，并在壁面上介入一个负的品质源项来吸水；另一种鉴于FLUENT的UDS输运方程框架径直求解水珠遏制方程，并在非撞击壁面把水珠面积分数设为0。个中，第二种本领计划速率更快，符合面更广。该本领举行了二维圆柱、MS(1)-0317翼型及三维球体的考查考证，截止表露正文的本领计划精确灵验。正文的水珠撞击个性计划本领在ARJ21-700客机及某型输送机上均有工程运用。冰形模仿中的一个中心题目是冻结后精细壁面包车型的士对流换热计划。因为保守的边境层积分法不符合三维外表的计划，且对于如角冰等有多个驻点的形状处置起来较搀杂，正文接洽了运用CFD本领计划对流换热的本领。商量到工程适用本领，正文经过求解雷诺平衡的Navier-Stokes方程来求解流场。比拟了两类湍流模子，一种是高雷诺数的k-ε湍流模子加壁面因变量，个中在壁面因变量中嵌入外表精细度的感化；另一种是低雷诺数的Spalart - Allmaras湍流模子在精细壁面包车型的士扩充，精细度径直嵌入在湍流输运方程中。经比拟，S-A扩充法计划的对流换热系数与边境层积分法的截止具备沟通的趋向，先过程一段一致层流的地区，再转入湍流区。在驻点邻近的地区两者具备沟通的截止，并与考查值符合，所以S-A扩充法大概不妨包办边境层积分法，运用于二维、三维精细壁面包车型的士对流换热计划。k-ε法计划的截止在驻点邻近与考查值有较大分辨，规范k-ε模子偏大，RNG和Realizable k-ε模子偏小。在上头的普通上，举行了二维机翼的冻结进程数值模仿。因为模仿进程须要连接的反复冻结计划、革新网格，个中计划在FLUENT中举行，而网格由Gridgen天生。为使进程全机动化，编写了一个软硬件用来过程间的通讯，把外部软硬件FLUENT和Gridgen贯串成了一个有机的完全。冻结热力学模块鉴于Messinger的品质和能量守恒模子创造。提出了一种新的冻结成长办法，壁面节点沿法向成长，先决定驻点遏制体的新场所坐标，其它各节点顺序决定。经尝试该办法能以较少的促成办法赢得较好的冰形。对准23个各别冻结前提下的NACA 0012翼型冰形考查数据，用正文本领举行了的比较计划。比较表白，除某些液态水含量（≥1.6g/m3）及水珠直径较大（≥40μm）的情景猜测走样外，大局部前提均能赢得有理的冰形截止。

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