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题名典型后掠翼构型结冰特性数值模拟
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作者
王灏东
桑为民
石淼鑫
安博
裴如男
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机构
西北工业大学航空学院
飞行器基础布局全国重点实验室
航空工业第一飞机设计研究院
中国航空工业空气动力研究院
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出处
《力学学报》
北大核心
2025年第4期895-915,共21页
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基金
结冰与防除冰重点实验室开放课题(IADL20230302)
航空科学基金(2018ZA53014)
中国航空工业空气动力研究院沈阳市飞机结冰与防除冰重点实验室基金资助项目.
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文摘
在飞行过程中,飞机的机翼和发动机进气口等部位会发生危险的结冰现象,严重危害飞机的飞行安全,对机翼的结冰过程开展分析研究有利于后续防/除冰工作的开展.针对后掠翼的结冰问题,文章基于Navier-Stokes方程和SA(Spalart-Allmaras)湍流模型对空气流场进行求解,应用欧拉法求解水滴撞击特性,选择Shallow-Water结冰热力学模型计算翼型上生成的冰形.在不同结冰工况下,对比分析平直翼和不同后掠角机翼的结冰特性,并对45°后掠角机翼上典型“扇贝型”结冰进行数值仿真,分析其形成机理,进一步研究后掠翼结冰机理.之后基于后掠翼构型的结冰特性进一步研究翼身融合布局飞机的结冰问题,通过数值计算预测翼身融合布局飞机表面冰形的特征,并将其与传统布局飞机结冰特性进行对比研究.结果表明,在同一结冰工况下,机翼的后掠角不同会影响溢流效应,导致生成的冰形发生变化.在“扇贝”冰形成过程中,受沿展向溢流效应作用,在后掠翼表面上出现冰体,突出的冰体拦截进入的水滴使其捕获大量水滴,产生沿来流方向生长的冰脊,当沿展向的多个冰脊上积冰量增加,形成“扇贝型”冰形.进一步研究发现,结冰对翼身融合布局飞机气动外形的破坏程度从后掠翼翼根至翼尖逐渐变大,可为相关的结冰特性研究及防除冰设计提供技术参考.
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关键词
结冰
后掠翼
翼身融合
"扇贝型"冰形
SHALLOW-WATER
结冰热力学模型
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Keywords
icing
swept wing
blended-wing-body
"scallop"ice
Shallow-Water model
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分类号
V211.3
[航空宇航科学与技术—航空宇航推进理论与工程]
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