Roe格式在水滴欧拉方程数值求解中的应用 被引量：2

1

作者 宁义君 朱东宇 +2 位作者 乔龙 李艳亮 申晓斌 《航空计算技术》 2024年第1期51-56,共6页

目前普遍采用欧拉法求解水滴运动控制方程以模拟结冰表面水滴撞击特性。水滴欧拉方程近似没有压力项的空气欧拉方程,但已应用于空气欧拉方程的空间离散格式多数不能直接应用于水滴欧拉方程,有研究者将经典Roe格式应用于水滴欧拉方程时... 目前普遍采用欧拉法求解水滴运动控制方程以模拟结冰表面水滴撞击特性。水滴欧拉方程近似没有压力项的空气欧拉方程,但已应用于空气欧拉方程的空间离散格式多数不能直接应用于水滴欧拉方程,有研究者将经典Roe格式应用于水滴欧拉方程时出现了奇点问题。通过对水滴欧拉方程进行形式改造,基于中心格式验证改造方法的有效性,并应用Roe格式结合线性重构与限制器函数实现对水滴欧拉方程二阶精度的求解。将NACA23012翼型计算结果与FENSAP ICE软件进行对比,两者水滴收集系数分布基本一致。 展开更多

关键词 水滴撞击特性 水滴运动轨迹 欧拉法 Roe格式 结冰软件

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飞机机尾翼除冰套的使用和日常维护

2

作者 魏树壮 唐兵 《成都航空职业技术学院学报》 2024年第2期49-52,共4页

除冰套是飞机气动除冰系统的重要组成部件,通过周期性膨胀除去机尾翼前缘的积冰,为飞机结冰时的安全飞行提供保障。除冰套的正确使用和日常维护是保障除冰套完整性和获得良好除冰性能的前提和基础,因此除冰套的安装、操作应严格按照程... 除冰套是飞机气动除冰系统的重要组成部件,通过周期性膨胀除去机尾翼前缘的积冰,为飞机结冰时的安全飞行提供保障。除冰套的正确使用和日常维护是保障除冰套完整性和获得良好除冰性能的前提和基础,因此除冰套的安装、操作应严格按照程序执行。同时除冰套随飞机运营还会出现各种物理性损伤和性能降低情况,需通过加强日常检查,及时发现使用损伤并采取相应的维护和修补措施,保障飞机除冰套的完整性和功能执行状态,从而为安装除冰套的其他机型提供参考。 展开更多

关键词 除冰套 机尾翼前缘 胶接 日常检查

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基于欧拉法模拟旋转帽罩水滴撞击特性 被引量：15

3

作者 吴孟龙 常士楠 +1 位作者 冷梦尧 王超 《北京航空航天大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第9期1263-1267,共5页

基于欧拉两相流理论,对旋转帽罩水滴撞击特性进行了数值模拟.通过引入耗散函数求解水滴相无黏欧拉方程,实现了欧拉法求解三维旋转帽罩的水滴撞击特性.分析了旋转帽罩转速对水滴撞击特性的影响.发现旋转帽罩转速越大,其表面水滴撞击极限... 基于欧拉两相流理论,对旋转帽罩水滴撞击特性进行了数值模拟.通过引入耗散函数求解水滴相无黏欧拉方程,实现了欧拉法求解三维旋转帽罩的水滴撞击特性.分析了旋转帽罩转速对水滴撞击特性的影响.发现旋转帽罩转速越大,其表面水滴撞击极限稍有减小.在典型飞行条件与气象条件下,离心力对水滴运动轨迹的影响远小于惯性力对其的影响,旋转帽罩转速对水滴撞击特性影响较小. 展开更多

关键词 飞机结冰 多相流 欧拉法 水滴撞击特性 旋转帽罩

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旋转部件复杂表面水滴撞击计算 被引量：8

4

作者 申晓斌 张志强 +2 位作者 林贵平 穆作栋 卜雪琴 《空气动力学学报》 CSCD 北大核心 2016年第6期709-713,共5页

为模拟旋转体结冰问题的过冷水滴运动及撞击过程,基于欧拉方法及单旋转坐标系模型,建立了三维旋转水滴运动模型,并提出了相应的数值求解方法。采用单旋转坐标系对空气及水滴两相流动过程进行处理,通过引入惯性力,将惯性系下的周期转动... 为模拟旋转体结冰问题的过冷水滴运动及撞击过程,基于欧拉方法及单旋转坐标系模型,建立了三维旋转水滴运动模型,并提出了相应的数值求解方法。采用单旋转坐标系对空气及水滴两相流动过程进行处理,通过引入惯性力,将惯性系下的周期转动边界转换为定常流动边界;利用欧拉方法,使用单向耦合形式描述空气—水滴流场;在单旋转坐标系下,向控制方程内引入科里奥利加速度及牵连加速度,进行非惯性系下欧拉方程的修正,从而描述水滴运动过程;采用有限容积求解器对空气及水滴运动的控制方程组进行求解,通过引入源项定义单旋转坐标系下的惯性力,得到空气流场及水滴场的速度、体积分数分布,进而得到表面水滴撞击特性。采用上述方法对旋转帽罩与叶片模型进行算例分析,结果表明所建立的旋转水滴计算方法有效,对比静止状态表面的结果,旋转对帽罩的水滴撞击特性影响甚小,而对桨叶存在显著影响;由于帽罩具有中心对称的特性,因而旋转带来的切向速度变化对其水滴撞击特性影响不明显;桨叶表面水滴收集系数随旋转角速度增大而增大,同时收集系数在表面的分布会向迎风方向偏移,较大的角速度对应了更为显著的收集系数增幅与偏移现象。 展开更多

关键词 飞机结冰 数值模拟 欧拉法 旋转部件 水滴撞击特性 单旋转坐标系模型

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基于润滑理论的二维积冰数值模拟 被引量：7

5

作者 侯硕 曹义华 《北京航空航天大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第10期1442-1450,共9页

将基于润滑理论的水膜-冰层模型推广到在任意二维截面上建立的正交曲线坐标系,得到描述二维型线表面水膜流动和积冰的偏微分控制方程.采用一种隐式-显式有限差分格式建立控制方程组的代数形式,给出求解非稳态控制方程组的数值方法.为验... 将基于润滑理论的水膜-冰层模型推广到在任意二维截面上建立的正交曲线坐标系,得到描述二维型线表面水膜流动和积冰的偏微分控制方程.采用一种隐式-显式有限差分格式建立控制方程组的代数形式,给出求解非稳态控制方程组的数值方法.为验证模型和数值解法的有效性,在典型的航空积冰和传输线积冰环境下对翼型和传输线表面的积冰算例进行数值模拟.将水膜-冰层模型的冰形计算结果与传统Messinger模型的模拟结果以及冰风洞试验结果进行对比,低温明冰条件下采用当前方法计算的翼型表面冰形接近于Messinger模型的模拟冰形曲线;相对高温条件下的计算结果比传统Messinger模型更为精确.低速积冰环境下Messinger模型难以模拟的传输线表面积冰同样可以采用水膜-冰层模型进行有效预测. 展开更多

关键词 润滑理论 薄膜流 积冰 翼型 传输线 数值模拟

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基于云微物理参数的飞机积冰多因子预测方法 被引量：6

6

作者 何新党 刘永寿 +1 位作者 苟文选 张峰 《航空计算技术》 2012年第1期72-75,79,共5页

基于气象探测信息,准确进行飞机积冰预测并及时开启防/除冰系统是保障飞机飞行安全的重要方法。提出了一种多因子积冰预测方法,当已知飞机所在飞行云层类型、飞行高度、速度、气温、气压和露点温度时,使用提出的方法可计算得到飞行高度... 基于气象探测信息,准确进行飞机积冰预测并及时开启防/除冰系统是保障飞机飞行安全的重要方法。提出了一种多因子积冰预测方法,当已知飞机所在飞行云层类型、飞行高度、速度、气温、气压和露点温度时,使用提出的方法可计算得到飞行高度上的相对湿度、比湿、0℃高度上的气压、液态含水量等气象参数,用所建立的多因子积冰强度判别式可对飞机积冰的可能性及积冰强度进行预测。将方法应用于飞机积冰案例中,与美国国家大气科学中心提出的RAOB积冰预报方法进行了对比。分析结果表明,提出的方法准确有效,可为飞机积冰预测提供技术支持。 展开更多

关键词 云物理参数 飞机积冰 积冰预测 积冰强度

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结冰气象探测飞行及数据符合性分析方法研究 被引量：1

7

作者 丁军亮 《航空工程进展》 CSCD 2024年第4期152-161,共10页

结冰气象捕获、最优气象条件选取准则、符合性数据处理方法等一直是飞机自然结冰试飞过程中亟待攻克的难题。通过分析CCAR25部附录C结冰气象标准的形成背景及其局限性,提出一种利用结冰试验研究机开展结冰探测的飞行方法,该方法包括试... 结冰气象捕获、最优气象条件选取准则、符合性数据处理方法等一直是飞机自然结冰试飞过程中亟待攻克的难题。通过分析CCAR25部附录C结冰气象标准的形成背景及其局限性,提出一种利用结冰试验研究机开展结冰探测的飞行方法,该方法包括试验研究机的选型、改装、探测目标区域确定、飞行操作策略、飞行安全管理、数据处理等。依据对探测数据的统计分析,确定民用运输机自然结冰试飞的气象条件选取准则,规范云隙、液态水含量、总水收集率、积冰速率、积冰厚度和冰脱落程度等一系列结冰气象的数据处理方法和符合性判据,校验国内结冰气象预测算法,探索自然结冰试飞的安全管控策略和风险降解措施。大量飞行实测表明:该方法通用性强,效果显著,已经成功应用于C919大型客机合格取证试飞工作,并有力支撑了国内结冰适航标准自主。 展开更多

关键词 自然结冰 飞行试验 结冰气象探测 液态水含量 中值水滴直径

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浅析过冷大水滴规章对防冰系统设计的影响 被引量：5

8

作者 刘鹏 史献林 《航空工程进展》 2012年第1期120-124,共5页

阐述了FAA颁布过冷大水滴规章的背景,浅析了即将新增的FAR25.1420过冷大水滴结冰条件条款,以及其对机翼防冰系统和结冰探测系统设计的影响;相比14CFR附录C结冰条件,过冷大水滴结冰条件的水滴撞击区较大,更容易在结冰防护区后部形成严重... 阐述了FAA颁布过冷大水滴规章的背景,浅析了即将新增的FAR25.1420过冷大水滴结冰条件条款,以及其对机翼防冰系统和结冰探测系统设计的影响;相比14CFR附录C结冰条件,过冷大水滴结冰条件的水滴撞击区较大,更容易在结冰防护区后部形成严重的后溜冰,应增加上表面弦向防护区的范围;基于已有的结冰探测系统,在机翼上表面容易形成后溜冰的部位,装备能够齐平安装的结冰探测器作为补充,是一种有效探测过冷大水滴结冰条件的方式;浅析了FAR25附录O过冷大水滴结冰条件的分类;给出了修订后的25.1093(b)的防冰译文。 展开更多

关键词 过冷大水滴结冰条件 后溜冰 防冰系统 结冰探测系统

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飞机积冰与航空安全 被引量：10

9

作者 常磊 《航空科学技术》 2009年第5期12-14,共3页

该文就飞机积冰对航空安全的影响以及目前的研究现状进行阐述,同时对当前民航飞机积冰危害方面的问题以及应对措施进行了探讨。

关键词 飞机积冰 航空安全 防御

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机翼结冰特性及复杂流场分析研究进展

10

作者 刘翔 刘文淇 +3 位作者 赵梁 汝佳兴 卫洪森 张爱聆 《航空工程进展》 CSCD 2024年第4期130-142,共13页

飞机结冰理论和致灾机制对预防结冰事故和提高飞行性能至关重要。本文系统地总结了不同冰形条件及特殊机翼流场特性的研究进展,指出实际三维冰形具有复杂、多样的结构特征,与分离流和湍流结构的耦合作用机制有待进一步深入研究;过冷大... 飞机结冰理论和致灾机制对预防结冰事故和提高飞行性能至关重要。本文系统地总结了不同冰形条件及特殊机翼流场特性的研究进展,指出实际三维冰形具有复杂、多样的结构特征,与分离流和湍流结构的耦合作用机制有待进一步深入研究;过冷大液滴条件下的特殊机翼的气动性能分析是未来重要的研究方向;湍流场分析侧重识别结冰翼型流场不稳定性特征及多尺度结构相互作用机制。探索积冰—流场耦合机制,对提出多因素、多参数、多尺度结冰预测与计算模型具有参考价值。 展开更多

关键词 结冰 翼型 分离流 湍流 数值模拟

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动力对全机水滴收集率的影响计算 被引量：1

11

作者 王开春 易贤 +1 位作者 马洪林 赵凡 《空气动力学学报》 CSCD 北大核心 2016年第3期308-312,共5页

针对飞机在飞行中遭遇过冷水滴撞击并结冰现象,建立了适合于发动机带动力情况下结冰过程水滴收集率计算的三维数值方法和计算程序。其基本思路为:采用多块技术与SIMPLE方法计算空气流场,以流场分布的计算结果为基础,求解水滴相的控制方... 针对飞机在飞行中遭遇过冷水滴撞击并结冰现象,建立了适合于发动机带动力情况下结冰过程水滴收集率计算的三维数值方法和计算程序。其基本思路为:采用多块技术与SIMPLE方法计算空气流场,以流场分布的计算结果为基础,求解水滴相的控制方程,进而获得物体表面的水滴收集率。空气相控制方程和水滴相控制方程均写成典型输运方程的形式,采用一致的有限体积法离散求解,方便了计算程序的编制。对某型运输机巡航构型有/无动力条件的水滴收集率进行了比较计算,获得了不同直径水滴在飞机表面的撞击特征以及水滴收集率在飞机机翼、平尾、垂尾和发动机进气道唇口上的分布规律。研究表明:(1)发动机是否带动力对机翼、平尾、垂尾的水滴收集率基本无影响;(2)飞机带动力主要影响发动机进气道唇口处的水滴收集率,带动力后唇口的收集率比无动力情况高,水滴撞击范围增大,在进行防除冰研究和设计时需引起重视。 展开更多

关键词 飞机 动力影响 结冰 水滴收集率 数值计算

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一次飞机积冰过程云微物理特征分析

12

作者 彭冲 宋灿 《西安航空学院学报》 2023年第1期34-40,共7页

飞机积冰是影响飞机稳定性的重要因素,严重时甚至会导致飞行安全事故。本研究选取2018年1月24日河南省观测到飞机积冰的一次天气过程,分析了此次飞机积冰过程的云微物理特征,并结合天气雷达观测和葵花8卫星反演云参数,分析了积冰区域的... 飞机积冰是影响飞机稳定性的重要因素,严重时甚至会导致飞行安全事故。本研究选取2018年1月24日河南省观测到飞机积冰的一次天气过程,分析了此次飞机积冰过程的云微物理特征,并结合天气雷达观测和葵花8卫星反演云参数,分析了积冰区域的雷达回波以及卫星云参数特征。结果表明:本次探测云系为层状云系,平均有效粒子直径小于15μm,平均液水含量低于0.1 g·m^(-3);积冰区域云中存在球形液滴,同时也存在着尺度较大的片状冰晶和辐枝状冰晶,云系性质为冰水共存的混合相态云;云中液水含量随中值体积直径增大而增大,函数Y=32.78 X 0.29可以较好地描述液水含量与中值体积直径的关系;积冰区域整体回波强度较弱,飞机积冰高度的雷达反射率为5~10 dBZ;云系光学厚度较大,有效粒子半径较小,平均云顶高度6~7 km,云顶温度约-17℃。研究结果为提高飞机积冰监测能力,建立适用于我国的飞行适航标准提供了参考。 展开更多

关键词 飞机积冰 云微物理特征 卫星云参数 机载观测

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过冷大水滴规章对结冰探测系统设计的影响 被引量：3

13

作者 朱家乐 李盼 《航空工程进展》 2013年第2期256-260,共5页

过冷大水滴规章提高了飞机在结冰条件下飞行的安全等级,将会对结冰探测系统的设计产生一定影响。本文概述了附录O过冷大水滴结冰条件,并对附录O第Ⅰ部分大气结冰条件进行了浅析;分析了FAR25.1420过冷大水滴结冰条件对结冰探测系统设计... 过冷大水滴规章提高了飞机在结冰条件下飞行的安全等级,将会对结冰探测系统的设计产生一定影响。本文概述了附录O过冷大水滴结冰条件,并对附录O第Ⅰ部分大气结冰条件进行了浅析;分析了FAR25.1420过冷大水滴结冰条件对结冰探测系统设计的影响,并提出符合相关要求的结冰探测方式;指出了对于目前申请在结冰条件下飞行的合格审定的最大起飞重量小于60000磅或具有可逆飞行控制系统的飞机,按照FAR25.1420(a)(1)的要求进行审定是一个较为合适的选择。此外,还给出了一种符合FAR25.1420要求的结冰探测系统方案。 展开更多

关键词 过冷大水滴结冰条件 合格审定 结冰探测系统

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基于CCAR-29附录C的旋翼结冰特性研究 被引量：4

14

作者 曹普孙 张威 胡偶 《直升机技术》 2019年第3期1-4,9,共5页

采用旋翼CSD/CFD耦合方法,配平计算旋翼桨叶气动环境。基于等效二维流场分析方法,研究桨叶的结冰特性。根据CCAR-29附录C结冰包线,计算分析水滴直径、水滴收集率、温度等结冰参数对旋翼桨叶结冰特性的影响,及桨叶结冰对直升机旋翼悬停... 采用旋翼CSD/CFD耦合方法,配平计算旋翼桨叶气动环境。基于等效二维流场分析方法,研究桨叶的结冰特性。根据CCAR-29附录C结冰包线,计算分析水滴直径、水滴收集率、温度等结冰参数对旋翼桨叶结冰特性的影响,及桨叶结冰对直升机旋翼悬停和平飞性能的影响。计算结果表明:旋翼桨叶最佳水滴收集率为20μm左右,环境温度-10℃至-15℃左右,桨叶易结双尖冰,严重影响旋翼性能。 展开更多

关键词 旋翼 结冰 参数 旋翼性能

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基于NCEP及NCAR资料的我国华东地区飞机积冰强度的分布研究 被引量：4

15

作者 丁玉江 王永忠 张玉梅 《西安航空学院学报》 2014年第1期7-11,共5页

利用美国国家环境预报中心(NCEP)和国家大气研究中心(NCAR)联合处理的再分析数据集(2000-2010),依据ICAO推荐的积冰强度指数公式探讨华东地区各省区的积冰强度分布概率特征,并结合此特征提出了一种基于各省区积冰强度分布概率的华东地... 利用美国国家环境预报中心(NCEP)和国家大气研究中心(NCAR)联合处理的再分析数据集(2000-2010),依据ICAO推荐的积冰强度指数公式探讨华东地区各省区的积冰强度分布概率特征,并结合此特征提出了一种基于各省区积冰强度分布概率的华东地区积冰区划方法。 展开更多

关键词 飞机积冰 积冰强度 积冰分布

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基于水滴收集特征的SLD探头外形参数化设计与仿真研究

16

作者 黄雄 黄莺 +3 位作者 曲仕茹 王小辉 张恒 陈勇 《南京航空航天大学学报》 CAS CSCD 北大核心 2022年第6期1083-1091,共9页

面对过冷大水滴(Supercooled large droplet,SLD)结冰环境,行之有效的结冰探测手段是实施规避策略、尽快脱离SLD结冰环境的先决条件。针对一种面向SLD环境探测需求的双碰撞面探头,考虑基于SLD动力学模型,模拟分析探头水滴收集特征进行... 面对过冷大水滴(Supercooled large droplet,SLD)结冰环境,行之有效的结冰探测手段是实施规避策略、尽快脱离SLD结冰环境的先决条件。针对一种面向SLD环境探测需求的双碰撞面探头,考虑基于SLD动力学模型,模拟分析探头水滴收集特征进行探头外形参数化设计研究,研究影响探头区分SLD环境的关键几何参数,从而为探头外形设计提供参考依据。对选定的探头外形仿真计算结果表明,在常规水滴条件下,结冰主要发生在探测器的第一碰撞面,第二碰撞面上的结冰厚度很小,与第一碰撞面之间存在明显差异;而在SLD条件下,冰层在第一及第二碰撞面上均有累积。不同直径的水滴撞击到探头不同位置,形成累积特征迥异的结冰形态,验证了探头外形参数化设计方法应用于SLD环境探测的有效性。 展开更多

关键词 结冰环境探测 过冷大水滴 水滴收集特征 水滴尺寸

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在红外激光照射下冰电荷载流子密度

17

作者 张开锡 达道安 崔志云 《量子电子学》 CSCD 1996年第5期436-436,共1页

在红外激光照射下冰电荷载流子密度张开锡（河北大学物理系保定０７１００２）达道安，崔志云（航天部空间技术研究院兰州物理研究所兰州７３００００）随着航天航空和空间技术的发展，对冰（其中包括冰雹和冰到的带电行为深入探讨提到... 在红外激光照射下冰电荷载流子密度张开锡（河北大学物理系保定０７１００２）达道安，崔志云（航天部空间技术研究院兰州物理研究所兰州７３００００）随着航天航空和空间技术的发展，对冰（其中包括冰雹和冰到的带电行为深入探讨提到了十分重要的地位。本文研究了在红外... 展开更多

关键词 红外激光照射 电荷载流子密度 冰 航空

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通用飞机机翼积冰冰形预测 被引量：1

18

作者 鲍雨晨 王永忠 《中国民航飞行学院学报》 2016年第4期23-26,共4页

从通用飞机机翼积冰冰形特征出发,确定机翼特征点,通过其对应积冰厚度描绘积冰冰形。提出了一种基于BP神经网络的机翼积冰厚度预测方法,并利用预测厚度还原预测冰形。将预测积冰厚度与实际积冰厚度相比较,预测值与实际值的平均均方根误... 从通用飞机机翼积冰冰形特征出发,确定机翼特征点,通过其对应积冰厚度描绘积冰冰形。提出了一种基于BP神经网络的机翼积冰厚度预测方法,并利用预测厚度还原预测冰形。将预测积冰厚度与实际积冰厚度相比较,预测值与实际值的平均均方根误差为1.893 mm,表明该方法可用于通用飞机机翼积冰冰形预测。 展开更多

关键词 通用飞机 积冰 冰形 预测 神经网络

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冷表面上水滴结冰问题的实验研究进展 被引量：9

19

作者 隋冬雨 金哲岩 杨志刚 《制冷学报》 CAS CSCD 北大核心 2015年第2期14-20,40,共8页

文章对冷表面上水滴沉积结冰和撞击结冰微物理过程的实验研究进展进行总结。提出影响水滴结冰的因素主要有冷表面、环境条件、水滴自身和附加力/场,重点介绍了低能表面抑冰性能和对流情况对水滴结冰影响的研究现状。最后,指出不同因素... 文章对冷表面上水滴沉积结冰和撞击结冰微物理过程的实验研究进展进行总结。提出影响水滴结冰的因素主要有冷表面、环境条件、水滴自身和附加力/场,重点介绍了低能表面抑冰性能和对流情况对水滴结冰影响的研究现状。最后,指出不同因素对水滴结冰的影响规律,超疏水表面抑冰性能的优化,以及结冰过程主动控制方法的探索可以开展深入研究,为进一步研究和应用提供参考。 展开更多

关键词 水滴结冰 冷表面 实验综述 超疏水/低能表面 对流情况 撞击

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浅析结冰对飞机的危害及预防措施 被引量：2

20

作者 樊雅丽 盛竟茹 《黑龙江科技信息》 2015年第25期140-,共1页

飞机在飞行过程中穿云时某些气象条件下容易在机体结冰。飞机结冰后飞机的飞行性能会受到巨大影响进而威胁到飞行安全,本文对飞机在飞行中的结冰条件、结冰机理以及飞机防冰除冰的措施进行了分析。

关键词 结冰危害 结冰机理 防护措施

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