论文摘要：发动机短舱热气防冰系统性能分析研究

 

飞机在含有过冷水滴的云层中飞行时会发生结冰现象。 实践证明，不仅机翼尾翼等 部件，发动机的进气道及其部件均会发生结冰现象。发动机的结冰部位通常集中在进气 道前缘、压气机前的整流罩、第一级压气机前导流叶片。发动机结冰会导致安全事故， 因此需在飞机上安装防冰系统以保障飞机在结冰气象条件下的飞行安全。此外，在防冰 系统设计完成之后，需通过地面试验及飞行试验，并确保飞行安全性后才能完成适航认 证。 可通过数值仿真方法模拟实际结冰飞行环境，以验证防冰系统的性能，并及时发现 并解决潜在的问题，为试飞提供保障。 在热气防冰系统性能计算过程中， 需要在内外部流场两套网格之间进行数据交换。 本文研究了几种常见的数据插值方法， 并经对比后选取了最佳插值方法将外部网格数据 插值至内部网格的发动机短舱表面。 本文对某发动机短舱热气防冰系统进行了数值仿真性能分析研究。首先，对全机空 气流场进行了数值模拟，并在此基础上基于欧拉法实现了外部水滴撞击特性的计算；然 后， 对三维发动机短舱内部防冰腔进行整体网格划分，并计算了笛形管射流流场；最后， 使用强固耦合方法计算了发动机短舱表面温度，并对不同飞行气象条件下的发动机短舱 表面温度及溢流水结果进行比较分析；此外，还分析了混合相气象条件下冰晶的存在对 发动机短舱防冰系统性能的影响。

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