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迎风格式在水滴欧拉方程数值求解中的应用
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作者 宁义君 顾洪宇 +2 位作者 朱东宇 乔龙 李艳亮 《航空科学技术》 2024年第1期105-114,共10页
数值模拟是研究飞机结冰的重要手段,为获取水滴撞击特性,通常采用欧拉法求解水滴运动方程。液态水含量在空间分布上存在间断,会导致水滴欧拉方程的求解极易发散;若采用一阶格式,虽然稳定性得到提高,但计算精度难以保证满足工程设计需求... 数值模拟是研究飞机结冰的重要手段,为获取水滴撞击特性,通常采用欧拉法求解水滴运动方程。液态水含量在空间分布上存在间断,会导致水滴欧拉方程的求解极易发散;若采用一阶格式,虽然稳定性得到提高,但计算精度难以保证满足工程设计需求;有研究者通过添加扩散项以提升收敛性,但会人为增加数值耗散。针对这一问题,本文采用一阶迎风格式对水滴欧拉方程的对流通量进行离散,并通过线性重构与限制器函数保证计算精度达到二阶,建立一种基于迎风离散格式的水滴欧拉方程二阶求解方法。通过对比NACA0012、NACA23012和NLF0414翼型水滴撞击特性计算结果与FENSAP-ICE软件的结果,验证了该方法的有效性与计算精度。 展开更多
关键词 水滴撞击特性 水滴运动轨迹 欧拉法 迎风格式 结冰软件
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基于Messinger扩展模型蒸发对结冰溢流特性的影响研究
2
作者 宁义君 谢文龙 +1 位作者 朱东宇 张付昆 《航空科学技术》 2024年第2期58-67,共10页
传统Messinger扩展模型将蒸发简化为壁面温度的线性函数,以便推导冰层和水膜温度微分方程的原函数。但结冰过程中蒸发与壁面温度并非线性关系,若引入蒸发非线性计算式,冰层和水膜温度微分方程将无法推导出原函数。而且有研究者在应用Mes... 传统Messinger扩展模型将蒸发简化为壁面温度的线性函数,以便推导冰层和水膜温度微分方程的原函数。但结冰过程中蒸发与壁面温度并非线性关系,若引入蒸发非线性计算式,冰层和水膜温度微分方程将无法推导出原函数。而且有研究者在应用Messinger扩展模型时忽略了蒸发对结冰的影响,在某些状态下可能造成较大误差。针对以上问题,本文对Messinger扩展模型做出改进。将冰层和水膜温度假设为带未知系数的线性方程,建立未知系数的隐示表达式,采用牛顿迭代对未知系数进行求解,以数值迭代代替方程推导。基于NACA0012翼型,对忽略蒸发以及采用不同蒸发计算式对结冰外形的影响进行了分析。通过计算不同环境温度下的结冰外形,并与FENSAP-ICE软件和试验冰形进行对比,验证了该改进方法的有效性。 展开更多
关键词 Messinger模型 Messinger扩展模型 飞机结冰 结冰计算 结冰软件
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FL-61结冰风洞翼型俯仰振荡机构研制
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作者 许岭松 吴渊 +2 位作者 朱东宇 张付昆 刘昱 《航空学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第S02期294-302,共9页
为开展翼型迎角在周期性变化时的结冰特征研究,研制了适配于FL-61结冰风洞的翼型俯仰振荡机构,使翼型的迎角在试验过程中呈周期性正弦变化。该机构安装在试验段侧壁的主动端,调节伺服电机转速实现翼型迎角俯仰运动频率的无级变化,更换... 为开展翼型迎角在周期性变化时的结冰特征研究,研制了适配于FL-61结冰风洞的翼型俯仰振荡机构,使翼型的迎角在试验过程中呈周期性正弦变化。该机构安装在试验段侧壁的主动端,调节伺服电机转速实现翼型迎角俯仰运动频率的无级变化,更换机械偏心轮可改变翼型的振幅,更换转接件可调整翼型的平均迎角。该设计形式的优势在于,伺服电机单向转动,对电机动态要求较低,控制方式简单。经测试,该机构的迎角控制精度≤3′,最高振荡频率为6 Hz。该装置已成功应用于FL-61结冰风洞,获得了翼型不同运动工况的冰形特征,为深入研究旋翼翼型俯仰振荡的结冰特性提供了试验平台。 展开更多
关键词 结冰 风洞试验 结冰风洞 振荡 翼型
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