一种改进的积冰试验相似准则及其评估 被引量：10

1

作者 易贤 朱国林 桂业伟 《实验流体力学》 CAS CSCD 北大核心 2008年第2期84-87,98,共5页

从影响飞机积冰的基本物理过程出发,基于对AEDC和ONERA准则的分析,给出了一种改进的积冰试验相似准则。利用数值方法对改进的相似准则进行了有效性评估,数值评估的结果表明,用这种相似准则所确定的参数进行数值模拟,可以在圆柱及其1/2... 从影响飞机积冰的基本物理过程出发,基于对AEDC和ONERA准则的分析,给出了一种改进的积冰试验相似准则。利用数值方法对改进的相似准则进行了有效性评估,数值评估的结果表明,用这种相似准则所确定的参数进行数值模拟,可以在圆柱及其1/2缩比模型上的对应区域得到相似的积冰,初步表明笔者所提出的相似准则是有效的,可以应用于冰风洞试验,作为试验的理论指导和参数选取依据。 展开更多

关键词 积冰 积冰相似准则 数值模拟 冰风洞

下载PDF 职称材料

考虑水滴动力学效应的结冰试验相似准则 被引量：10

2

作者 周志宏 易贤 +1 位作者 桂业伟 屈建民 《实验流体力学》 CAS CSCD 北大核心 2016年第2期20-25,共6页

为了突破结冰风洞进行模型缩比试验时可能遇到的试验段尺寸和风洞模拟能力2方面的限制,本文从保证绕流流场相似、水滴运动和撞击特性相似以及结冰过程的热力学特性相似等角度出发,对影响飞机结冰过程的相似参数进行提炼,提出水滴运动及... 为了突破结冰风洞进行模型缩比试验时可能遇到的试验段尺寸和风洞模拟能力2方面的限制,本文从保证绕流流场相似、水滴运动和撞击特性相似以及结冰过程的热力学特性相似等角度出发,对影响飞机结冰过程的相似参数进行提炼,提出水滴运动及撞击过程中的水滴变形/分裂相似要求为韦伯数相似和水滴飞溅相似要求为撞击参数K相似这2个约束条件,综合已有常规结冰相似准则的研究,建立了一套考虑水滴动力学效应的结冰试验相似准则。并采用数值模拟的方法,对所提出的相似准则进行了验证,结果表明,该准则有效,可以应用于冰风洞试验,作为试验的理论指导和参数选取依据。 展开更多

关键词 结冰 冰风洞 相似准则 SLD 数值模拟

下载PDF 职称材料

结冰风洞试验水滴直径选取方法 被引量：8

3

作者 易贤 朱国林 +1 位作者 王开春 桂业伟 《航空学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2010年第5期877-882,共6页

结冰风洞是开展飞机结冰研究的主要设备,确定合理的试验水滴大小,是选取结冰风洞试验条件的重要内容。为了研究结冰风洞试验水滴直径的选取原则,针对结冰风洞试验水滴的大小主要取决于试验速度的大小,在推导结冰风洞试验水滴直径选取公... 结冰风洞是开展飞机结冰研究的主要设备,确定合理的试验水滴大小,是选取结冰风洞试验条件的重要内容。为了研究结冰风洞试验水滴直径的选取原则,针对结冰风洞试验水滴的大小主要取决于试验速度的大小,在推导结冰风洞试验水滴直径选取公式的基础上,用数值方法预测并对比了不同试验速度对水滴大小选取效果及试验结果的影响。采用欧拉法数值计算了不同试验速度及相应试验水滴条件下,试验模型表面的水滴收集率,并与全尺寸物体表面的水滴收集率进行了对比。研究发现:对于小水滴,当参考速度较低时,试验速度与参考速度的比值不能取得太低,参考速度升高到一定程度之后,试验速度与参考速度的比值又不能取得太高;对于大水滴,当参考速度较低时,试验速度与参考速度的比值也不能取得太低,当参考速度升高到一定程度之后,试验速度和相应试验水滴直径的改变对模型表面的水滴收集率影响较小,试验速度与参考速度的比值在0.3～1.0之间变动,均可以在模型和全尺寸物体上得到一致的水滴收集率。 展开更多

关键词 飞机结冰 结冰风洞 结冰相似准则 水滴直径 结冰试验

原文传递

考虑相变时间效应的结冰试验相似参数 被引量：8

4

作者 易贤 周志宏 +1 位作者 杜雁霞 朱国林 《实验流体力学》 CAS CSCD 北大核心 2016年第2期14-19,共6页

结冰风洞试验是进行飞机结冰和防除冰研究的主要手段,结冰试验相似准则是进行结冰风洞试验的理论基础。针对目前的结冰试验相似准则在明冰模拟方面的不足,本文采用液/固相变的基本理论,对飞机结冰过程的液/固相变传热特性进行了分析和... 结冰风洞试验是进行飞机结冰和防除冰研究的主要手段,结冰试验相似准则是进行结冰风洞试验的理论基础。针对目前的结冰试验相似准则在明冰模拟方面的不足,本文采用液/固相变的基本理论,对飞机结冰过程的液/固相变传热特性进行了分析和研究。在此基础上,提出了一个新的结冰试验相似参数CT,该参数与基于Messinger结冰热力学模型所得到的相似参数的主要区别是考虑到了结冰的干模式和湿模式,体现了相变的时间效应。通过将新的相似参数引入现有结冰试验相似准则中,可有效避免试验压力与速度选取的随意性。以NACA0012翼型和某超临界翼型为对象,对新相似参数的有效性进行了数值仿真评估,结果显示,采用本文提出的相似参数及相应的试验参数确定方法,能够得到与参考条件一致的水滴收集率和结冰,初步说明新相似参数的是有效的,研究结果对于提高明冰及混合冰试验模拟的精度具有较好的参考价值。 展开更多

关键词 飞机结冰 结冰风洞 结冰相似准则 结冰模型 传热 相变

下载PDF 职称材料

旋转帽罩结冰相似准则的研究 被引量：9

5

作者 张丽芬 张美华 +1 位作者 吴丁毅 刘振侠 《推进技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第8期1164-1169,共6页

为了研究航空发动机旋转帽罩结冰相似理论,在静止部件结冰相似准则的基础上,忽略次要因素的影响,建立了一种适用于旋转帽罩的结冰试验相似准则。利用建立的旋转结冰相似准则,通过数值模拟方法,对旋转帽罩缩比前后的水滴收集特性和结冰... 为了研究航空发动机旋转帽罩结冰相似理论,在静止部件结冰相似准则的基础上,忽略次要因素的影响,建立了一种适用于旋转帽罩的结冰试验相似准则。利用建立的旋转结冰相似准则,通过数值模拟方法,对旋转帽罩缩比前后的水滴收集特性和结冰冰形进行了误差分析,并对此准则的可靠性进行评估。计算结果表明:用建立的相似准则所确定的参数对于全尺寸旋转帽罩转速分别为1kr/min和5kr/min时进行数值模拟。在全尺寸旋转帽罩及其1/2缩比模型上的对应区域得到的水滴收集特性和结冰冰形,误差约为2.7%和5.3%,表明选取缩比参数的方法是可靠的,并且提出的相似准则是有效的,对结冰风洞试验的理论研究和参数选取有一定的参考价值。 展开更多

关键词 航空发动机 旋转帽罩 结冰相似准则 水滴收集特性 结冰冰形

下载PDF 职称材料

涡扇发动机短舱结冰试验相似方法 被引量：6

6

作者 杨倩 董威 +1 位作者 郭之强 郑梅 《航空动力学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第9期1988-2000,共13页

通过分析短舱表面结冰缩比试验相似要求,在保证绕流流场、水滴撞击特性和结冰冰型相似的基础上,分别采用基于气流雷诺数,气流韦伯数和水滴韦伯数3种速度选取方法建立了试验相似准则。利用该准则获得了明冰和霜冰条件下涡扇发动机短舱1/... 通过分析短舱表面结冰缩比试验相似要求,在保证绕流流场、水滴撞击特性和结冰冰型相似的基础上,分别采用基于气流雷诺数,气流韦伯数和水滴韦伯数3种速度选取方法建立了试验相似准则。利用该准则获得了明冰和霜冰条件下涡扇发动机短舱1/2缩比模型的结冰试验参数,开展了短舱进气道表面结冰冰型预测,对参考模型和缩比模型表面过冷水滴撞击特性、结冰特性、溢流水分布特性进行了分析。结果表明:采用基于气流韦伯数和水滴韦伯数速度选取方法的相似准则,在明冰和霜冰条件下均能保证缩比模型与参考模型表面水滴撞击特性相似,且相似性不受结冰温度影响;溢流水变化趋势与参考模型相似,流动极限相近;缩比模型表面冰型均与参考模型相似,该方法能够为短舱结冰试验参数选取提供依据。 展开更多

关键词 结冰相似准则 发动机短舱 结冰数值计算 水滴撞击特性 结冰特性

原文传递

结冰风洞高度模拟能力评估 被引量：4

7

作者 易贤 朱国林 桂业伟 《科技导报》 CAS CSCD 北大核心 2009年第9期65-68,共4页

飞机结冰是飞行实践中广泛存在的一种现象,也是造成飞行安全事故的主要隐患之一。结冰风洞是开展飞机结冰研究的重要设备,通过在结冰风洞内制造结冰气象条件,对真实结冰现象进行模拟。本文针对飞机结冰主要发生在从地面到7000m高度的大... 飞机结冰是飞行实践中广泛存在的一种现象,也是造成飞行安全事故的主要隐患之一。结冰风洞是开展飞机结冰研究的重要设备,通过在结冰风洞内制造结冰气象条件,对真实结冰现象进行模拟。本文针对飞机结冰主要发生在从地面到7000m高度的大气环境之内这一客观情况,对设计中的某型结冰风洞是否能够在地面模拟高空低压环境下的结冰问题进行了研究,以决定该风洞是否需配置调压设备。采用结冰试验相似准则对该风洞的高度模拟能力进行了评估,考查了温度、水滴直径、液态水含量及速度等参数的设计指标是否满足模拟高空结冰的试验要求。研究发现,试验模型缩比是限制结冰风洞模拟水滴直径和液态水含量能力的主要因素,高度的增加不会导致对水滴直径和液态水含量的模拟超过风洞的设计能力;只要采用不小于0.1的模型缩比进行试验,即使不增加调压设备,以现有的温度、水滴直径、液态水含量以及速度等参数的设计指标,该风洞也具备了模拟7000m高度飞机结冰的能力。 展开更多

关键词 飞机结冰 结冰风洞 结冰试验相似准则 结冰试验

下载PDF 职称材料

过冷大水滴条件下结冰相似准则 被引量：3

8

作者 施红 王均毅 +2 位作者 陈佳敏 丁媛媛 张彤 《航空动力学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第5期1101-1110,共10页

虑到中国现有结冰风洞在过冷大水滴(SLD)结冰条件模拟能力方面的局限,发展SLD结冰风洞及其相应的缩比方法迫在眉睫。研究了大水滴运动机理,并依据绕流流场相似、水滴运动和撞击特性相似、结冰过程热力学特性相似原理,提炼出SLD结冰条件... 虑到中国现有结冰风洞在过冷大水滴(SLD)结冰条件模拟能力方面的局限,发展SLD结冰风洞及其相应的缩比方法迫在眉睫。研究了大水滴运动机理,并依据绕流流场相似、水滴运动和撞击特性相似、结冰过程热力学特性相似原理,提炼出SLD结冰条件下的6种相似缩比准则,利用结冰数值模拟软件FENSAP-ICE对所提相似缩比准则进行筛选与比较,从而基于结冰相似百分比量化判断准则找出给定条件下的最优准则法。结果表明:考虑SLD运动特性的撞击参数与ONERA法相耦合的方法以及撞击参数与Ruff法相耦合的方法的计算结果与实际成冰构型吻合良好;此外,撞击参数与ONERA法相耦合的方法在计算直径为171μm的SLD时优于其他。 展开更多

关键词 过冷大水滴 结冰相似准则 缩比方法 水滴收集系数 结冰风洞

原文传递

含盐海水飞沫的结冰风洞试验相似准则

9

作者 刘宇 秦梦婕 +1 位作者 王强 易贤 《航空学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第S02期303-313,共11页

舰船在极地低温海域航行时,空气中存在大量低温含盐海水飞沫。长时间暴露在飞沫中会导致舰船结构结冰,影响正常航行。结冰风洞试验是研究飞沫结冰问题的重要手段,但使用含盐水会腐蚀设备,目前无法在大型结冰风洞中进行飞沫结冰试验。开... 舰船在极地低温海域航行时,空气中存在大量低温含盐海水飞沫。长时间暴露在飞沫中会导致舰船结构结冰,影响正常航行。结冰风洞试验是研究飞沫结冰问题的重要手段,但使用含盐水会腐蚀设备,目前无法在大型结冰风洞中进行飞沫结冰试验。开展含盐海水飞沫结冰的相似准则研究,可以实现使用纯水模拟含盐飞沫结冰。通过测试和分析多种组分的海水样本物性参数,在经典相似理论的基础上,补充水膜厚度的韦伯数调和含盐水与纯水的表面张力差异,重新构造含盐水的冻结系数确保相变过程能量守恒。最终建立含盐飞沫结冰的参数方程,形成对应的相似转换方法流程。对NACA0012模型在飞沫结冰条件下的试验工况进行转换,使用NNW-ICE软件验证相似准则。结果表明,通过建立的相似准则,使用纯水可以模拟含盐飞沫结冰冰形,为大型结冰风洞开展含盐飞沫结冰研究提供了有力理论支撑。 展开更多

关键词 海水飞沫 舰船结冰 风洞试验 相似准则

原文传递

基于等Weber数的结冰外形修正 被引量：1

10

作者 易贤 郭龙 +2 位作者 周志宏 杜雁霞 朱国林 《空气动力学学报》 CSCD 北大核心 2016年第6期697-703,共7页

由于设备条件的限制,在进行结冰风洞试验时,试验Weber数与目标Weber数往往存在差异,为了获得与目标Weber数对应的冰形,需要对试验结果进行修正。本文分析了进行Weber数修正的原因,提出了根据几何特征量进行结冰外形修正的方法,并以某超... 由于设备条件的限制,在进行结冰风洞试验时,试验Weber数与目标Weber数往往存在差异,为了获得与目标Weber数对应的冰形,需要对试验结果进行修正。本文分析了进行Weber数修正的原因,提出了根据几何特征量进行结冰外形修正的方法,并以某超临界翼型为对象,对不同Weber条件下的结冰外形进行了仿真,研究了Weber数变化对结冰的影响规律,在此基础上开展了基于等Weber数的结冰外形修正。研究发现:(1)Weber数主要影响冰角特征,对水滴收集特性、结冰极限及驻点冰厚度影响较小;(2)存在一个敏感Weber数,低于敏感值时,Weber数变化对结冰影响不大,当Weber数高于敏感值时,Weber数变化对结冰有明显影响;(3)采用本文提出的冰形修正方法,能保证冰形的宏观轮廓与目标冰形一致,修正后的冰形能适量消除由于Weber数误差导致的冰形差异,提高试验的精度。 展开更多

关键词 飞机结冰 Weber数 冰形修正 结冰风洞 结冰相似准则 结冰试验 飞行安全

下载PDF 职称材料

考虑动力学效应的结冰试验相似准则修正方法 被引量：3

11

作者 李维浩 李伟斌 +1 位作者 易贤 王应宇 《实验流体力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第3期97-103,共7页

结冰相似准则是将飞行条件转换为试验参数的重要理论方法,然而现有的相似准则多基于小水滴结冰过程而提出,其在应用于大水滴的相似转换时会出现较大偏差。针对这一现状,开展考虑水滴动力学特性的结冰相似准则研究。首先,基于ONERA相似准... 结冰相似准则是将飞行条件转换为试验参数的重要理论方法,然而现有的相似准则多基于小水滴结冰过程而提出,其在应用于大水滴的相似转换时会出现较大偏差。针对这一现状,开展考虑水滴动力学特性的结冰相似准则研究。首先,基于ONERA相似准则,融入关于水滴变形破碎和飞溅动力学特性的相似参数,提出了修正的结冰相似准则;其次,基于这两种相似准则,采用数值模拟的方法计算获得了修正前后的收集系数,并对比验证了修正方法的有效性;最后,分析两种修正方法得到的试验参数随尺寸缩比的变化情况,给出了所修正的相似准则在结冰试验中的应用建议。结果表明,本文修正方法提高了局部收集系数的吻合度,降低了收集系数平均误差和撞击极限误差,且应用该准则得到的缩比试验参数在结冰风洞的设计范围之内。该修正方法可以为过冷大水滴结冰风洞试验相似变换提供指导。 展开更多

关键词 飞机结冰 相似准则 过冷大水滴 动力学效应 数值计算

下载PDF 职称材料

旋转帽罩结冰相似准则的冰风洞试验研究 被引量：2

12

作者 张丽芬 葛鑫 +3 位作者 张斐 刘振侠 马栋 吕维进 《实验流体力学》 CAS CSCD 北大核心 2021年第4期52-59,共8页

为了验证旋转帽罩冰风洞试验相似准则的适用性,开展了旋转帽罩表面结冰过程研究,推导了旋转帽罩结冰相似准则。采用底面直径100 mm、锥角80°的旋转锥作为原尺寸模型,底面直径50 mm、锥角80°的旋转锥作为缩比模型,进行不同工... 为了验证旋转帽罩冰风洞试验相似准则的适用性,开展了旋转帽罩表面结冰过程研究,推导了旋转帽罩结冰相似准则。采用底面直径100 mm、锥角80°的旋转锥作为原尺寸模型,底面直径50 mm、锥角80°的旋转锥作为缩比模型,进行不同工况冰风洞试验。通过图像法采集了帽罩表面冰形,并将冰形进行无量纲化处理,对比了原尺寸模型与缩比模型的结冰冰形。结果表明:对于明冰工况,帽罩前半部分冰形吻合较好,帽罩后半部分吻合欠佳;对于霜冰工况,全尺寸模型与缩比模型的冰形吻合良好。对造成这一现象的原因进行了分析,并提出改进的建议。 展开更多

关键词 旋转帽罩 结冰相似准则 结冰风洞 缩比

下载PDF 职称材料

结冰风洞试验混合相似转换方法及其验证 被引量：1

13

作者 刘宇 易贤 +1 位作者 王强 李维浩 《空气动力学学报》 CSCD 北大核心 2021年第2期176-183,共8页

相似转换是结冰风洞试验的重要技术手段,使用常见的相似转换方法有时会获得风洞能力外的转换结果,为了克服常见转换方法存在的适用范围限制,本文通过对相似参数的影响因素进行分析,获得了试验参数在相似准则约束下的变化规律和关联性。... 相似转换是结冰风洞试验的重要技术手段,使用常见的相似转换方法有时会获得风洞能力外的转换结果,为了克服常见转换方法存在的适用范围限制,本文通过对相似参数的影响因素进行分析,获得了试验参数在相似准则约束下的变化规律和关联性。在此基础上提出了一种混和相似转换方法,其转换流程分为由水滴惯性系数和驻点冻结系数控制的两个阶段,根据满足的相似参数不同分为四种模式:模式1可以同时满足所有主要相似参数和三种热平衡参数;模式2和模式3分别为ONERA方法和Ruff方法的改进;模式4直接使用了Olsen方法。通过数值模拟和风洞试验对混合相似转换方法进行了验证,转换冰形与参考冰形基本一致,转换后的试验参数对比其他转换方法更具实用性。 展开更多

关键词 飞机结冰 相似准则 混合相似转换 结冰风洞试验 数值模拟

下载PDF 职称材料