水滴多尺寸分布对水滴撞击特性和结冰增长的影响 被引量：16

1

作者 朱程香 孙志国 +1 位作者 付斌 朱春玲 《南京航空航天大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2010年第5期620-624,共5页

水滴直径是影响水滴撞击特性的重要参数,而撞击特性在很大程度上影响结冰冰形,因此,在结冰数值模拟中,如何合理选取水滴分布模型,对于保证计算精度有重要意义。本文基于求解雷诺时均N-S方程获得的流场结果,采用拉格朗日法计算水滴撞击特... 水滴直径是影响水滴撞击特性的重要参数,而撞击特性在很大程度上影响结冰冰形,因此,在结冰数值模拟中,如何合理选取水滴分布模型,对于保证计算精度有重要意义。本文基于求解雷诺时均N-S方程获得的流场结果,采用拉格朗日法计算水滴撞击特性,并采用Messinger模型进行结冰增长模拟,研究了水滴直径、水滴多尺寸分布对水滴撞击特性和结冰冰形的影响。结果表明,水滴的多尺寸分布对于结冰数值模拟结果具有重要影响,采用Langmuir D分布能够满足数值模拟精度要求。 展开更多

关键词 数值模拟 飞机结冰 水滴撞击特性 多尺寸分布 冰形

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旋转风力机的水滴撞击特性与雾凇模拟 被引量：13

2

作者 舒立春 梁健 +2 位作者 胡琴 蒋兴良 吴晓东 《电工技术学报》 EI CSCD 北大核心 2018年第4期800-807,共8页

寒冷地区的风力机叶片覆冰造成机组停机、安全事故等问题,一直困扰着风电行业的发展。针对三维风力机运行中遇到的过冷却水滴撞击问题,采用拉格朗日法数值模拟了不同环境条件和运行工况下的水滴撞击特性,并在人工气候室内对小型水平轴... 寒冷地区的风力机叶片覆冰造成机组停机、安全事故等问题,一直困扰着风电行业的发展。针对三维风力机运行中遇到的过冷却水滴撞击问题,采用拉格朗日法数值模拟了不同环境条件和运行工况下的水滴撞击特性,并在人工气候室内对小型水平轴风力机进行了覆冰试验。数值计算结果表明:水滴碰撞区域主要集中在叶片前缘,沿叶展方向碰撞系数以及碰撞极限均增大;碰撞系数和碰撞区域随着水滴中值直径的增大而增大;风机转速下降或风速上升都会造成水滴的撞击区域整体向压力面移动。数值计算模拟的雾凇冰形与人工覆冰试验结果有较好的一致性。 展开更多

关键词 风力机覆冰 三维数值模拟 水滴撞击特性 拉格朗日法 覆冰试验

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复合绝缘子表面水滴撞击特性的数值模拟与伞裙结构分析 被引量：26

3

作者 蒋兴良 温作铭 孙才新 《中国电机工程学报》 EI CSCD 北大核心 2008年第19期7-12,共6页

现有复合绝缘子伞型结构易被冰凌桥接,且其冰闪特性并不优于瓷和玻璃绝缘子,为合理设计适用于覆冰地区的复合绝缘子伞型结构,该文根据流体力学的基本原理,建立了复合绝缘子外部三维流场数学模型和基于拉格朗日原理的水滴运动轨迹,分析... 现有复合绝缘子伞型结构易被冰凌桥接,且其冰闪特性并不优于瓷和玻璃绝缘子,为合理设计适用于覆冰地区的复合绝缘子伞型结构,该文根据流体力学的基本原理,建立了复合绝缘子外部三维流场数学模型和基于拉格朗日原理的水滴运动轨迹,分析了覆冰过程中复合绝缘子的水滴碰撞系数及其影响因素。结果表明:伞裙的水滴碰撞系数(E)随气流速度或水滴平均直径、下伞裙倾角和伞裙间距的增大而增大,随上伞裙倾角、伞裙直径及伞裙直径比的增大而减小,且伞径比的影响最明显,而伞裙间距的影响则可以忽略。根据计算结果并经试验验证,提出了优化应用于覆冰地区复合绝缘子伞裙结构的建议,即伞裙上倾角为15°、下倾角为0°,采用不等伞径的伞裙组合,相邻大伞之间可间插3个以上小伞,增大伞裙间的伞径比,相邻伞裙间距应大于30mm。 展开更多

关键词 复合绝缘子 伞型结构 流场 水滴运动轨迹 水滴撞击特性

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三维发动机进气道水滴撞击特性分析 被引量：20

4

作者 申晓斌 林贵平 杨胜华 《北京航空航天大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第1期1-5,共5页

用带数值扩散项的欧拉法对某型三维发动机进气道水滴撞击特性进行了研究.实现了可压流场中三维复杂形体的局部水滴收集系数的计算.数值扩散项的引入解决了欧拉法计算产生奇异结果发散的问题.通过对不同进气道流量的算例结果的比较,发现... 用带数值扩散项的欧拉法对某型三维发动机进气道水滴撞击特性进行了研究.实现了可压流场中三维复杂形体的局部水滴收集系数的计算.数值扩散项的引入解决了欧拉法计算产生奇异结果发散的问题.通过对不同进气道流量的算例结果的比较,发现进气道流量对进气道唇口附近的水滴撞击区和撞击量都有影响.进气量大,最大局部水滴收集系数也大.通过对有无整流罩的计算结果进行比较,发现此型发动机整流罩对水滴撞击特性的影响很小. 展开更多

关键词 发动机 水滴撞击特性 欧拉法 流量 整流罩

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水滴撞击特性的高效计算方法 被引量：13

5

作者 周志宏 易贤 +1 位作者 桂业伟 李凤蔚 《空气动力学学报》 CSCD 北大核心 2014年第5期712-716,共5页

针对拉格朗日方法计算水滴撞击特性效率低、通用性差等问题,发展了一种水滴撞击特性的高效计算方法。在求解绕流流场的基础上,结合逐级结构化管理的边界信息存储方式,采用目标扩散追踪方法对水滴所在网格单元进行快速计算,并插值得到该... 针对拉格朗日方法计算水滴撞击特性效率低、通用性差等问题,发展了一种水滴撞击特性的高效计算方法。在求解绕流流场的基础上,结合逐级结构化管理的边界信息存储方式,采用目标扩散追踪方法对水滴所在网格单元进行快速计算,并插值得到该点处的流场信息,逐个求解水滴运动方程得到各水滴的运动轨迹,从而确定水滴撞击极限、收集系数等撞击特性参数。通过对NACA0012翼型、GA-W(1)两段翼型和某三段翼型的计算得到不同状态下的水滴撞击特性,计算结果表明,该方法与传统方法相比具有计算效率高、结果可靠、通用性好等优点。 展开更多

关键词 结冰 水滴撞击特性 目标扩散追踪方法 拉格朗日法

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复合绝缘子不同部位水滴撞击特性及其影响因素 被引量：7

6

作者 郝艳捧 薛艺为 +3 位作者 阳林 刘国特 谷裕 李锐海 《电网技术》 EI CSCD 北大核心 2014年第5期1366-1372,共7页

绝缘子各部位水滴撞击数不同其覆冰形态不同,为得到各因素对绝缘子不同部位水滴撞击特性的影响,建立风洞和复合绝缘子模型,将复合绝缘子分为伞上表面、伞下表面、伞边缘和芯棒4部分,研究水滴滴径、流速、气流倾角、温度等参数对绝缘子... 绝缘子各部位水滴撞击数不同其覆冰形态不同,为得到各因素对绝缘子不同部位水滴撞击特性的影响,建立风洞和复合绝缘子模型,将复合绝缘子分为伞上表面、伞下表面、伞边缘和芯棒4部分,研究水滴滴径、流速、气流倾角、温度等参数对绝缘子不同部位水滴撞击特性的影响,结果表明:滴径小于30μm时,水滴主要撞击在伞边缘和芯棒上,大于30μm后,水滴主要撞击在伞上表面;随流速增大,伞上表面水滴撞击数由增加趋势变为减小趋势,其临界水滴滴径为90μm,而伞边缘和芯棒水滴撞击数由增加趋势变为饱和,其临界滴径分别为30和50μm;水平气流时复合绝缘子水滴撞击数最少,气流从上至下时其水滴撞击率最大。滴径、流速和气流倾角对绝缘子局部水滴撞击特性均有较大影响且特点各异。 展开更多

关键词 流体力学 复合绝缘子 覆冰 水滴撞击 影响因素

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基于欧拉法模拟旋转帽罩水滴撞击特性 被引量：16

7

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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发动机进气道水滴撞击特性分析 被引量：18

8

作者 杨倩 常士楠 袁修干 《北京航空航天大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2002年第3期362-365,共4页

针对某发动机进气道的防冰系统设计 ,对进气道的水滴撞击特性进行了研究 .在对进气道流场进行计算的基础上 ,采用差分法对水滴运动方程进行了数值求解 ,得到了水滴运动轨迹 ,从而确定了水滴的撞击极限、总收集系数和局部水收集系数等水... 针对某发动机进气道的防冰系统设计 ,对进气道的水滴撞击特性进行了研究 .在对进气道流场进行计算的基础上 ,采用差分法对水滴运动方程进行了数值求解 ,得到了水滴运动轨迹 ,从而确定了水滴的撞击极限、总收集系数和局部水收集系数等水滴撞击特性参数 ;此外 ,还研究了飞行高度、飞行速度及水滴半径对水滴撞击特性的影响 ;研究发现水滴撞击极限、总收集系数和局部水收集系数随飞行速度的减小、飞行高度的增加或者水滴半径的增加而增大 . 展开更多

关键词 进气道 防冰系统 差分法 水滴撞击特性

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空气动力型绝缘子表面不同区域的水滴撞击特性 被引量：9

9

作者 张志劲 郑强 +1 位作者 蒋兴良 黄海舟 《高电压技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第3期900-907,共8页

绝缘子严重覆冰会引发闪络进而导致电网停电事故,研究水滴撞击绝缘子表面的流场和运动特性对了解绝缘子的覆冰形成过程具有重要意义。以空气动力型绝缘子为研究对象,基于Lagrange法,通过数值求解覆冰过程中绝缘子外部连续气流场和水滴... 绝缘子严重覆冰会引发闪络进而导致电网停电事故,研究水滴撞击绝缘子表面的流场和运动特性对了解绝缘子的覆冰形成过程具有重要意义。以空气动力型绝缘子为研究对象,基于Lagrange法,通过数值求解覆冰过程中绝缘子外部连续气流场和水滴运动轨迹,提出一种以区域分割方式数值计算绝缘子表面不同区域水滴碰撞系数的方法;分析了风速和水滴中值体积直径（MVD）对水滴碰撞系数的影响,并进行了试验验证。研究结果表明：对于空气动力型绝缘子,其钢帽和绝缘子伞边缘碰撞系数差别不大（〈3%）,2个区域的碰撞系数都远大于迎风侧绝缘子伞表面碰撞系数（高60%-190%）;迎风侧绝缘子伞表面的碰撞系数也几乎是背风侧绝缘子整体碰撞系数的2倍;水滴碰撞系数随风速和MVD的增大而增大,且MVD对水滴碰撞系数的影响程度比风速更大;采用区域分割方式分析得到的绝缘子覆冰特性与试验结果更相符。 展开更多

关键词 空气动力型绝缘子 覆冰 流场 水滴碰撞系数 水滴撞击特性 区域分割方式

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旋转部件复杂表面水滴撞击计算 被引量：9

10

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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过冷水滴撞击复合绝缘子表面的数值模拟 被引量：12

11

作者 蒋兴良 温作铭 《高电压技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2008年第5期888-892,共5页

为合理设计和选择适用于覆冰地区复合绝缘子伞型结构,建立了求解覆冰气象下复合绝缘子外部三维两相粘性不可压缩湍流流场的基本控制方程组,得到覆冰过程中复合绝缘子外的水滴运动轨迹,分析了复合绝缘子的水滴碰撞系数等撞击特性和气体... 为合理设计和选择适用于覆冰地区复合绝缘子伞型结构,建立了求解覆冰气象下复合绝缘子外部三维两相粘性不可压缩湍流流场的基本控制方程组,得到覆冰过程中复合绝缘子外的水滴运动轨迹,分析了复合绝缘子的水滴碰撞系数等撞击特性和气体来流速度v、水滴平均有效直径MVD、绝缘子伞裙倾角和伞裙直径等对水滴撞击复合绝缘子特性的影响。结果表明:伞裙的水滴碰撞系数E随v或MVD的增大而增大,上倾角α=7～9°、下倾角β=0的伞裙和伞径为130～145mm的伞裙水滴E最小。根据计算结果,提出了应用于覆冰地区的复合绝缘子伞裙结构:大中小伞交错排列,大中伞间由两个小伞排列组成,α取5～9°,β取0,中伞伞径取130mm。 展开更多

关键词 复合绝缘子 覆冰 伞型结构 水滴碰撞系数 水滴撞击特性 数值模拟

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飞机结冰中水滴撞击特性的欧拉法准确性分析 被引量：3

12

作者 申晓斌 赵文朝 +1 位作者 林贵平 亓子程 《北京航空航天大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第8期1912-1921,共10页

过冷水滴撞击特性计算是飞机结冰冰形预测与防除冰系统性能分析的基础,常用方法为欧拉法与拉格朗日法,2种方法的结果通常是一致的,但在某些部件上会出现差异。通过对欧拉法与拉格朗日法进行比较,分析2种方法结果的异同,进而讨论欧拉法... 过冷水滴撞击特性计算是飞机结冰冰形预测与防除冰系统性能分析的基础,常用方法为欧拉法与拉格朗日法,2种方法的结果通常是一致的,但在某些部件上会出现差异。通过对欧拉法与拉格朗日法进行比较,分析2种方法结果的异同,进而讨论欧拉法对于飞机结冰中水滴撞击特性计算的准确性。以NACA 0012翼型、冰风洞风道、S形进气道与发动机气膜帽罩为对象,采用欧拉法与拉格朗日法计算获得水滴运动及局部水收集系数。结果表明:当水滴运动未受到上游效应影响时,欧拉法与拉格朗日法的结果一致;当水滴发生偏转后,欧拉法速度的单一性使水滴流线不能相交,而拉格朗日法能捕捉水滴轨迹的交叉,导致2种方法的预测产生差异,且欧拉法结果与水滴不碰撞及聚并的假设存在冲突;水滴在上游部件空气绕流或气流吹袭作用下都会发生偏转,使得欧拉法与拉格朗日法得到的下游表面水收集系数不相符,欧拉法对于S形进气道与发动机气膜帽罩的水滴运动及撞击特性计算存在误差。研究成果对飞机结冰冰形的准确预测及防除冰系统的设计有重要参考价值。 展开更多

关键词 飞机结冰 水滴撞击特性 欧拉法 拉格朗日法 轨迹交叉

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水滴撞击特性的动态图像测量方法 被引量：1

13

作者 刘丹阳 韩雅慧 +1 位作者 王超 杨春信 《北京航空航天大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第2期254-258,共5页

用石膏脱模的方法制作圆柱实验件.实验采集圆柱试件表面不同位置染色过程的动态视频数据;依据圆柱驻点处色度值时序信号的增长曲线,将实验划分为欠饱和区、平衡区和过饱和区3个阶段;将平衡区RGB色度空间的色度值c与水滴撞击特性的局部... 用石膏脱模的方法制作圆柱实验件.实验采集圆柱试件表面不同位置染色过程的动态视频数据;依据圆柱驻点处色度值时序信号的增长曲线,将实验划分为欠饱和区、平衡区和过饱和区3个阶段;将平衡区RGB色度空间的色度值c与水滴撞击特性的局部水收集系数建立关联.结果表明:平衡区的比色分布符合局部水收集系数相对驻点处β/βm分布;不同位置c值增长曲线具有相似性,缩比时间尺度1/tb分布符合数值仿真欧拉法β/βm分布的定义;实验结果与数值仿真结果对比误差率小于10%. 展开更多

关键词 防冰 水滴撞击特性 图像处理 动态测量

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三维高升力机翼水滴撞击特性数值模拟研究 被引量：2

14

作者 么虹 王强 《大连理工大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第1期11-15,共5页

基于分区多块结构网格体系,采用欧拉方法建立过冷水滴控制方程,通过有限体积方法对方程进行求解,发展了适合三维复杂外形飞机的水滴撞击特性计算方法和计算程序.通过二维单段翼型、多段翼型等算例对该方法的验证计算表明,在常规尺寸水... 基于分区多块结构网格体系,采用欧拉方法建立过冷水滴控制方程,通过有限体积方法对方程进行求解,发展了适合三维复杂外形飞机的水滴撞击特性计算方法和计算程序.通过二维单段翼型、多段翼型等算例对该方法的验证计算表明,在常规尺寸水滴算例中,水滴撞击特性计算结果与国外标准模型试验数据吻合良好.在此基础上,开展了三维高升力机翼水滴撞击特性数值模拟研究,分析表明计算结果可用于飞机防/除冰系统设计. 展开更多

关键词 欧拉方法 水滴撞击特性 高升力机翼 飞机结冰

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悬停状态下直升机旋翼水滴撞击特性研究 被引量：8

15

作者 何治 常士楠 袁修干 《北京航空航天大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2003年第11期1055-1058,共4页

介绍了直升机在悬停状态下 ,求解旋翼水滴撞击特性的数值方法 .该方法根据直升机悬停状态下的准定常特性 ,对旋翼运动模型进行简化 ,并在对绕桨叶运动的气流场计算的基础上 ,采用有限差分方法求解水滴运动方程 ,得到水滴运动轨迹 .进而 ... 介绍了直升机在悬停状态下 ,求解旋翼水滴撞击特性的数值方法 .该方法根据直升机悬停状态下的准定常特性 ,对旋翼运动模型进行简化 ,并在对绕桨叶运动的气流场计算的基础上 ,采用有限差分方法求解水滴运动方程 ,得到水滴运动轨迹 .进而 ,确定了水滴对旋翼表面的撞击特性参数 ,为旋翼防冰系统设计提供条件 .最后 ,对NACA0 0 1 展开更多

关键词 防冰系统 除冰系统 旋翼 水滴撞击特性 水滴轨迹

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过冷水滴撞击螺旋桨桨叶表面的数值模拟 被引量：3

16

作者 刘春生 刘沛清 赵岳鹏 《计算力学学报》 CAS CSCD 北大核心 2008年第S1期95-98,共4页

本文介绍了某型螺旋桨在不同飞行状态下,求解桨叶水滴撞击特性的数值方法。该方法对桨叶运动模型进行简化,并在对绕桨叶运动的气流场计算的基础上,采用拉格朗日方法求解气流场中水滴运动方程,得到水滴运动轨迹。进而,确定了水滴对桨叶... 本文介绍了某型螺旋桨在不同飞行状态下,求解桨叶水滴撞击特性的数值方法。该方法对桨叶运动模型进行简化,并在对绕桨叶运动的气流场计算的基础上,采用拉格朗日方法求解气流场中水滴运动方程,得到水滴运动轨迹。进而,确定了水滴对桨叶的撞击特性参数,为桨叶防冰系统设计提供条件。主要结论如下:(1)在巡航状态下,桨叶沿展向方向上总收集系数Em和局部收集系数β不断增大;(2)在爬升状态下,随着爬升高度H不断增大,飞行速度V0不断增大,水滴撞击在桨叶表面的范围有所增加,而且β随之增大;(3)随着水滴平均有效直径(MVD)的增大,水滴撞击在桨叶表面的范围明显增加同时,β在桨叶表面同一位置的值也随之增大。 展开更多

关键词 防冰系统 除冰系统 螺旋桨 水滴撞击特性 水滴轨迹

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三维圆柱水滴撞击特性分析 被引量：2

17

作者 刘兵 柯鹏 《应用力学学报》 CAS CSCD 北大核心 2016年第3期389-393,543,共5页

发展了三维欧拉法水滴撞击程序,通过分析其中扩散系数值对结果的影响得出:扩散系数取值为0.001时本文计算结果与文献结果和实验值最接近。通过文献中2个算例进行了验证:三维圆柱算例中本文计算结果与文献中最大水滴收集系数相差3%,撞击... 发展了三维欧拉法水滴撞击程序,通过分析其中扩散系数值对结果的影响得出:扩散系数取值为0.001时本文计算结果与文献结果和实验值最接近。通过文献中2个算例进行了验证:三维圆柱算例中本文计算结果与文献中最大水滴收集系数相差3%,撞击极限相差7%;三维圆球算例中最大水滴收集系数相差1%,撞击极限相差6.5%。这表明此方法与文献中结果和实验结果吻合良好。利用欧拉法对三维圆柱的水滴撞击特性进行了数值模拟,分析了圆柱直径、来流速度、水滴直径对三维圆柱水滴撞击的影响。结果表明:相同条件下撞击极限随着圆柱直径增大而增大,最大水滴收集系数随着圆柱直径的增大而减小;撞击极限和最大水滴收集系数随着来流速度的增大而增大;来流速度越大,最大水滴收集系数增加幅度减小;撞击极限和最大水滴收集系数随着水滴直径的增大而增大;水滴直径越大,最大水滴收集系数增加幅度减小。 展开更多

关键词 欧拉法 数值模拟 水滴撞击 水滴收集系数 撞击极限

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大型商用运输机机翼增升构型水滴撞击特性计算 被引量：9

18

作者 任靖豪 王强 +2 位作者 刘宇 李维浩 易贤 《空气动力学学报》 CSCD 北大核心 2021年第1期52-58,72,共8页

基于欧拉-拉格朗日数值模拟框架,发展了一套适合求解三维多体模型水滴撞击特性的计算方法。采用粒子统计与面积比率计算相结合的方式,实现了水滴收集率的高效精确预测。在常规粒径条件下,该方法计算结果与国外标模试验数据吻合良好。应... 基于欧拉-拉格朗日数值模拟框架,发展了一套适合求解三维多体模型水滴撞击特性的计算方法。采用粒子统计与面积比率计算相结合的方式,实现了水滴收集率的高效精确预测。在常规粒径条件下,该方法计算结果与国外标模试验数据吻合良好。应用上述算法,开展了某大型商用运输机增升构型的水滴撞击特性数值模拟研究,计算结果显示:水滴在缝翼背面缝道处出现聚集和轨迹交汇现象,聚集的水滴撞击在缝翼背面后缘,致使当地的水滴收集率出现了严重的激增,这一现象对飞机防冰系统设计提出了新的要求;另外,三维效应对增升构型的撞击特性影响显著,其中主翼下翼面水滴收集率沿展向分布存在较大差异。 展开更多

关键词 水滴撞击特性 高升力机翼 计算流体力学 拉格朗日方法 轨迹交叉

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微重力条件下水滴撞击高温壁面数值模拟研究

19

作者 韩雪 秦俊 +1 位作者 冯明辉 费芹 《载人航天》 CSCD 2014年第6期538-542,共5页

火灾研究一直是航天器工程不可忽略的重要命题。细水雾被看作是载人航天器中有效的替代灭火剂,因此研究微重力条件下细水雾的特性是很有必要的。采用VOF方法对微重力条件下水滴碰撞高温壁面后的动力学进行了研究;分析了液滴碰撞高温壁... 火灾研究一直是航天器工程不可忽略的重要命题。细水雾被看作是载人航天器中有效的替代灭火剂,因此研究微重力条件下细水雾的特性是很有必要的。采用VOF方法对微重力条件下水滴碰撞高温壁面后的动力学进行了研究;分析了液滴碰撞高温壁面后运动形态和温度场的变化情况,水滴对高温壁面的冷却具有很好的效果。研究了水滴初始直径和速度对水滴铺展的影响,在一定范围内减小水滴粒径,冷却壁面的效果会增强;水滴速度大小不同时,水滴冷却壁面的方式不同。微重力条件下水滴有很好的冷却作用,为载人航天器中细水雾的使用提供了参考。 展开更多

关键词 微重力 水滴撞击 铺展 高温壁面

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双孔射流对圆柱表面水滴撞击特性影响的数值分析

20

作者 李峰梅 柯鹏 《空气动力学学报》 CSCD 北大核心 2019年第6期990-997,共8页

对于低导热系数复合材料制作的发动机进气部件防冰问题,冲击-热气膜复合防冰技术应用前景较好,但是射流对水滴撞击影响的还缺少研究。本文以三维开双孔圆柱为对象,采用基于欧拉-欧拉框架的三维水滴撞击数值模拟方法,分析了双孔射流对水... 对于低导热系数复合材料制作的发动机进气部件防冰问题,冲击-热气膜复合防冰技术应用前景较好,但是射流对水滴撞击影响的还缺少研究。本文以三维开双孔圆柱为对象,采用基于欧拉-欧拉框架的三维水滴撞击数值模拟方法,分析了双孔射流对水滴撞击特性的影响。研究发现,由于开孔射流与主流之间的强耦合,射流对来流水滴存在吹袭和扩散等不同作用机制,影响规律与射流强度和物面位置密切相关。针对典型水滴直径(20μm)和来流速度(30 m/s)的工况,取沿展向六个截面及孔间中心截面的水滴运动轨迹和涡量场进行了分析。在小吹风比(0.5和1.0)时,射流影响仅限于展向近孔截面,孔间水滴撞击系数相比于无气膜工况最大降幅为7.51%。吹风比为1.5时,射流吹袭和扩散作用更强烈,孔间水滴沿展向被吹向外侧,造成近孔截面水滴量减少而远孔截面增加,孔间截面水滴撞击系数比无气膜工况最大降幅为8.95%,水滴撞击系数由展向外侧向孔间的最大降幅约17.65%。研究初步揭示了射流气膜对圆柱表面来流水滴撞击特性的影响规律和形成原因,为后续冲击-热气膜复合防冰系统的设计提供参考。 展开更多

关键词 防冰 射流 水滴撞击 数值模拟 欧拉法

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