冰晶结冰是威胁航空飞行安全的重要因素之一,研究冰风洞的结冰机理是研究高空冰晶结冰的重要基础。采用基于欧拉方法的数值模拟,实现冰风洞流场与粒子参数的双向耦合,以NRC大尺寸冰风洞为模型,计算分析了风洞进口不同平均体积直径(Media...冰晶结冰是威胁航空飞行安全的重要因素之一,研究冰风洞的结冰机理是研究高空冰晶结冰的重要基础。采用基于欧拉方法的数值模拟,实现冰风洞流场与粒子参数的双向耦合,以NRC大尺寸冰风洞为模型,计算分析了风洞进口不同平均体积直径(Median Volume Diameter,MVD)、总含水量(Total Water Content,TWC)以及相对湿度的情况下,粒子温度、液态水占总含水量的比例(Liquid Water Content/Total Water Content,LWC/TWC)、MVD以及流场温度等粒子和流场参数的沿程变化规律。结果表明:粒子运动速度受MVD、TWC和相对湿度的影响均不大;粒子温度变化受相对湿度影响较大,TWC的增加增大了粒子与流场整体的热交换;风洞出口MVD的大小受初始MVD大小、TWC以及相对湿度的影响均较大;受风洞收缩型构型以及粒子在风洞中的换热影响,空气温度沿流程是降低的,相对湿度沿程是增加的。初始TWC、MVD和相对湿度的变化均对风洞沿程的流场温度和相对湿度造成影响;增大TWC、增加MVD以及增大相对湿度,均有利于在风洞出口形成冰晶。展开更多
文摘冰晶结冰是威胁航空飞行安全的重要因素之一,研究冰风洞的结冰机理是研究高空冰晶结冰的重要基础。采用基于欧拉方法的数值模拟,实现冰风洞流场与粒子参数的双向耦合,以NRC大尺寸冰风洞为模型,计算分析了风洞进口不同平均体积直径(Median Volume Diameter,MVD)、总含水量(Total Water Content,TWC)以及相对湿度的情况下,粒子温度、液态水占总含水量的比例(Liquid Water Content/Total Water Content,LWC/TWC)、MVD以及流场温度等粒子和流场参数的沿程变化规律。结果表明:粒子运动速度受MVD、TWC和相对湿度的影响均不大;粒子温度变化受相对湿度影响较大,TWC的增加增大了粒子与流场整体的热交换;风洞出口MVD的大小受初始MVD大小、TWC以及相对湿度的影响均较大;受风洞收缩型构型以及粒子在风洞中的换热影响,空气温度沿流程是降低的,相对湿度沿程是增加的。初始TWC、MVD和相对湿度的变化均对风洞沿程的流场温度和相对湿度造成影响;增大TWC、增加MVD以及增大相对湿度,均有利于在风洞出口形成冰晶。
