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模拟飞机迎风面三维积冰的数学模型 被引量：15
1
作者 曹广州 吉洪湖 +3 位作者 胡娅萍 庞黎刚 斯仁 冯晓星 《航空动力学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第9期1953-1963,共11页
针对飞机迎风面的积冰建立了三维积冰模型,给出了模型的求解方法和求解步骤.该模型不但可以模拟明冰积冰、霜冰积冰和不结冰三种情况下的冰层生长,还可以模拟未凝结水膜在冰层表面的流动,而且在求解过程中可以自动判断过冷水滴撞击到迎... 针对飞机迎风面的积冰建立了三维积冰模型,给出了模型的求解方法和求解步骤.该模型不但可以模拟明冰积冰、霜冰积冰和不结冰三种情况下的冰层生长,还可以模拟未凝结水膜在冰层表面的流动,而且在求解过程中可以自动判断过冷水滴撞击到迎风面以后的积冰形态.利用该模型数值模拟了翼型与平板相正交而形成的简单三维结构上的积冰过程,并将所得结果中翼型上三维冰形的二维截面与美国航空航天局(NASA)的冰形进行了对比,获得了较好的一致性,证实了所建立的积冰模型是合理的. 展开更多
关键词 三维积冰 积冰模型 明冰 霜冰 薄水膜流动
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迎风面三维积冰过程中水膜流动的计算方法 被引量：6
2
作者 曹广州 吉洪湖 斯仁 《航空动力学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第3期677-685,共9页
对影响迎风面三维积冰过程的冰层表面水膜流动进行分析,建立描述其流动的数学模型,引入在流动前锋下游预设薄水膜的方法处理其在表面干区的流动推进过程,提出超过临界厚度的水膜被吹除的方法处理角状冰下游局部水膜被吹离表面的现象.通... 对影响迎风面三维积冰过程的冰层表面水膜流动进行分析,建立描述其流动的数学模型,引入在流动前锋下游预设薄水膜的方法处理其在表面干区的流动推进过程,提出超过临界厚度的水膜被吹除的方法处理角状冰下游局部水膜被吹离表面的现象.通过对翼型-平板结构中翼型上的冰形对比和水膜流动规律分析,验证了该水膜流动数学模型的合理性和计算方法的可行性.研究表明:与Messinger模型相比,积冰模型中引入水膜流动后,可以较好地模拟三维明冰积冰,同时明冰极限的模拟结果也更接近试验值;冰层表面的水膜厚度约为10-5 m,流动速度约为10-2 m/s. 展开更多
关键词 三维积冰 水膜流动 数学模型 流动前锋 水膜吹离
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无人机螺旋桨三维积冰计算与积冰控制检测 被引量：2
3
作者 栗枢 曹广州 《测控技术》 2021年第8期95-100,共6页
为降低中小型无人机螺旋桨结冰现象对其飞行造成的危害,为无人机测试工作减少障碍,采用考虑离心力的旋转部件的欧拉-欧拉法两相流模型及考虑离心力的旋转表面薄水膜流动三维积冰模型,对螺旋桨表面积冰进行三维计算检测,通过Fortran程序... 为降低中小型无人机螺旋桨结冰现象对其飞行造成的危害,为无人机测试工作减少障碍,采用考虑离心力的旋转部件的欧拉-欧拉法两相流模型及考虑离心力的旋转表面薄水膜流动三维积冰模型,对螺旋桨表面积冰进行三维计算检测,通过Fortran程序对积冰进行检测,形成完整的积冰过程。对比分析了2714型螺旋桨下的不同温度、水滴含量和水滴直径对螺旋桨表面积冰的影响,控制不同环境的积冰条件,从而得出不同的积冰结果。结果表明,随着温度的降低,冰层厚度增大,位置基本不变;随着水滴含量的增大,冰层厚度增大,位置基本不变;随着水滴直径的增大,积冰厚度增大,覆盖区域扩大。本研究为无人机积冰的检测提供了基础,为更有效地进行无人机防冰提供了保障。 展开更多
关键词 螺旋桨 三维积冰 两相流 薄水膜流动 控制
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螺旋桨三维积冰对气动特性影响的数值研究 被引量：1
4
作者 栗枢 曹广州 《机械制造与自动化》 2021年第4期178-182,共5页
为提高中小型无人机在螺旋桨结冰条件下的飞行能力,降低积冰对气动性能的危害,对比分析了其在不同速度采用考虑离心力的旋转部件欧拉-欧拉法两相流模型及旋转表面薄水膜流动三维积冰模型,对螺旋桨表面积冰进行三维数值模拟研究。对2714... 为提高中小型无人机在螺旋桨结冰条件下的飞行能力,降低积冰对气动性能的危害,对比分析了其在不同速度采用考虑离心力的旋转部件欧拉-欧拉法两相流模型及旋转表面薄水膜流动三维积冰模型,对螺旋桨表面积冰进行三维数值模拟研究。对2714型螺旋桨进行了速度-转速匹配,对比分析了不同速度-转速匹配下对螺旋桨表面积冰的影响,以及螺旋桨积冰的流场分布情况和结冰前后螺旋桨设计点后方空间的速度变化,并引申到螺旋桨推力的变化。研究结果表明:随着速度-转速的增大,积冰量和冰层厚度增大,积冰轮廓向下游发展成角状冰;结冰后螺旋桨表面附近流场变得更加紊乱,尤其形成角状冰后出现明显的回涡流。结冰后螺旋桨设计点后方气流速度减小,推力随之下降,气动性能受到影响。 展开更多
关键词 螺旋桨 三维积冰 气动特性 速度匹配 设计点
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架空输电导线三维时变积冰计算 被引量：2
5
作者 周超 晁萌 《哈尔滨工业大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第1期116-124,共9页
输电线路覆冰严重影响电网安全运行。现有输电线路积冰模型多忽略轴向积冰差异,且将关键积冰参数设定为时不变(单步)条件,鲜见时变参数(多步)三维积冰模型的讨论。本文基于润滑理论及导线覆冰机理,提出了考虑时变积冰参数影响下的输电... 输电线路覆冰严重影响电网安全运行。现有输电线路积冰模型多忽略轴向积冰差异,且将关键积冰参数设定为时不变(单步)条件,鲜见时变参数(多步)三维积冰模型的讨论。本文基于润滑理论及导线覆冰机理,提出了考虑时变积冰参数影响下的输电导线覆冰模型。依托ANSYS-Fluent ICING模块,对三维导线模型开展时变参数积冰计算,利用真实输电线路覆冰试验数据对计算方法的有效性进行了验证,计算结果与试验结果吻合度较好。在此基础上对比研究了单步与多步积冰算法,并着重分析了输电导线倾斜角度、导线直径对积冰形貌、积冰质量的影响。结果表明:多步积冰计算法较单步积冰计算法精度提高约8%。干覆冰条件下,随输电线倾斜角度增大,输电线上积冰形貌和积冰质量均没有明显变化;湿覆冰条件下,输电线倾斜角度对积冰有显著影响,当倾斜角度由0°增至60°,表面积冰覆盖面积减小、积冰形貌逐渐圆滑,但积冰质量降低约21%。对比不同直径导线积冰计算结果,大直径导线积冰量明显高于小直径导线。 展开更多
关键词 架空输电线 三维积冰模型 时变参数 雾凇覆冰 雨凇覆冰 冰形 覆冰量
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