SLD结冰数值模拟方法研究

摘要

针对现阶段飞行器结冰数值研究普遍忽略了过冷大水滴在运动和撞击过程中的动力学效应这一缺陷,提出一种SLD结冰的数值研究方法:基于结构化网格,对空气流场进行雷诺平均N-S方程数值求解,采用拉格朗日方法计算水滴轨迹,在常规小水滴结冰数值模拟方法的基础上加入不同的动力学模块以模拟结冰过程中的动力学效应,变形/破碎模块基于经典的Taylor Analogy Breakup模型、飞溅模块在WSU经验模型的基础上得到、反弹模块则基于固壁沙粒反弹原理的Mundo模块.计算结果表明考虑动力学效应的结冰数值模拟方法与常规小水滴结冰模拟方法在模拟SLD结冰过程时有显著区别,SLD条件下的动力学行为对飞行器表面的水滴撞击特性以及冰形有显著的影响.