免费论文：遨游器机翼积冰的数值模仿

遨游器在遨游进程中，云层中的过冷水珠撞击在机翼外表，会爆发积冰局面。积冰是恫吓遨游器遨游安定的重要局面成分之一。各别的冻结前提下会产生各别的积冰。当情况温度较低时，过冷水珠在撞击机翼外表后赶快停止，所产生的积冰不通明且形势较为准则，称为霜冰；当情况温度对立较高时，过冷水珠在撞击机翼外表后不会实足停止，未停止的局部在气旋的启发下沿机翼外表回暖，在回暖进程中渐渐停止，所产生的积冰通明且形势不准则，称为明冰。遨游器机翼积冰题目的接洽，常常沿用遨游尝试、风洞试验、工程算法和数值模仿等本领。个中，数值模仿因为对摆设的依附性较低、资本需要少、周期短、计划截止精确，所以获得了普遍的运用。在机翼积冰的数值模仿接洽中，常常将实际中非定常、动静啮合的积冰进程看作是一个准定常的进程，觉得在确定的积冰功夫段内，气氛绕流流场的震动个性不受积冰形状变革的感化，当新的冰层形状产生之后，再从新决定气氛绕流流场，基础的接洽办法为：（1）求解气氛流体的遏制方程以获得遨游器机翼的绕流流场；（2）鉴于气氛绕流流场速率散布，计划水珠的疏通轨迹，从而获得机翼外表的水珠搜集个性；（3）沿用符合的积冰模子计划机翼外表的积冰量，由此举行积冰形状的天生。上述三个办法须要顺序重复迭代，直到积冰功夫中断。积冰题目的数值模仿中，过冷水珠疏通轨迹的计划重要鉴于两种本领：拉格朗日法和欧拉两相流法。拉格朗日法经过求解单个水珠的疏通方程获得水珠的疏通轨迹，而欧拉两相流规则是将水珠视为与气氛彼此浸透的拟流体，经过求解水珠遏制方程获得全流场水珠的消息。因为欧拉两相流法在三维积冰的数值模仿中具备确定的上风，所以本文华用欧拉两相流法对水珠疏通轨迹举行数值求解。积冰模子依照能否商量了过冷水珠冻结进程中的热力学效力常常不妨分为积冰热力学模子和霜冰模子两大类，两类模子所对准的积冰情况温度范畴各别。正文在对明冰和霜冰的数值模仿中，辨别沿用上述两种模子对遨游器外表的积冰量举行计划。正文的重要接洽处事可归结如次：1. 气氛绕流流场的解算器。编写了鉴于同位网格上SIMPLE算法的求解气氛绕流流场的计划步调，运用有限面积法分割遏制方程，对流项分割沿用QUICK方法的推迟矫正；运用动量插值建立压力矫正值方程以克复速率与压力的失耦；湍流模仿沿用 两方程模子，并运用壁面因变量对近壁区举行处置。2. 二维翼型外表霜冰的数值模仿。鉴于欧拉两相流表面，创造水珠遏制方程；提出一种可穿透型壁面边境模仿水珠对翼型外表的撞击，经过求解水珠遏制方程获得翼型外表的水珠搜集个性；运用冰层功夫促成法模仿积冰进程，沿用霜冰模子计划翼型外表的积冰量，运用积冰法向成长假如举行积冰形状的天生；对NACA 0012翼型在各别迎角下霜冰的积冰情景举行了数值猜测，并领会了百般冻结前提对积冰的感化以及积冰对翼型外表压力散布的感化。3. 二维翼型外表明冰的数值模仿。在霜冰数值模仿的普通上，运用等效沙粒精细莫大模仿冻结外表的精细度，沿用商量了精细度感化的边境层积分法求解冻结外表的对流换热个性；在冻结外表的遏制体内经过联立求解积冰热力学模子的品质平稳方程和热平稳方程获得冻结遏制体的积冰量；对NACA 0012翼型在各别情况温度下的明冰冰形举行了猜测，并对数值猜测截止举行了领会。4. 三维机翼外表霜冰的数值模仿。运用欧拉两相流法对二维中过冷水珠的疏通轨迹举行计划，将正文提出的可穿透型壁面边境实行到三维情景，由三维水珠流场的计划截止获得机翼外表的水珠搜集个性；提出一种三维积冰形状的天生本领；对ONERA M6机翼在各别迎角下的积冰情景举行了数值猜测，并领会了三维情景下冻结前提对积冰的感化。

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