飞机热气防冰系统的研究及仿真平台开发

摘要

本文主要研究了飞行循环分析、防冰引气管网、飞机防冰的一般方法及防冰系统集成等方面的内容,详细论述飞机结冰的现象和本质,分析常见的防冰措施,具体介绍并研究热气防冰的实现原理和方法。飞行循环分析是结合发动机防冰部件在结冰状态下表面流动换热模型,数值计算出该飞行点下的表面温度、湿球温度、需热及供热；利用飞行循环分析模块,通过计算预估需要重点防冰的部位,确定飞行循环设计点,使得在此设计点下各个飞行点都能有效的防冰。防冰热气管网系统是计算从飞机发动机引过来的高温气体经过孔板、阀门、分支管等部件,考虑局部损失、沿程损失、管壁换热等情况,计算引出热气到达防冰部件入口的速度、压力及温度。
　　本文还对水滴撞击、内外换热、冰形预测等防冰的步骤和方法进行了研究,通过引气出口的参数等,计算内外加热、换热情况,确定引入适当热气进行加热防止结冰情况发生。防冰系统集成是通过定义相应的数据接口、数据录入及显示模块,把飞行循环分析模块、气体管网模块、内外换热等模块有效集成起来,成为综合的防冰计算分析平台。
　　整个系统以 C++、fluent开发为主,计算软件设计合理,数据输入及显示界面和底层算法互相分开,模块清晰,简洁易用。软件平台可在Linux、Windows等操作系统下运行。

目录

声明

答辩决议书

第一章 绪论

1.1研究的背景来源及意义

1.2积冰和防冰机理与认识

1.3国内外研究现状

1.4 本论文研究内容

第二章 飞行循环分析

2.1 飞行循环分析的基本步骤

2.2 模型及计算原理

2.3 程序计算与结果分析

2.4 本章小结

第三章 防冰气体管网系统的分析及计算

3.1 压降计算模型

3.2 管道温降计算模型

3.3 简单管路流量计算

3.4 节流孔板研究

3.5 分支管路研究

3.6 一维管道瞬态模型

3.7 一维防冰引气管路瞬态与稳态计算

3.8 节流孔板防冰管路计算

3.9 分路防冰管路计算

3.10 本章小结

第四章 热气防冰的原理的方法

4.1 水滴撞击原理

4.2 表面流动换热

4.3 结冰冰形计算

4.4 本章小结

第五章 热气防冰系统的集成

5.1 系统仿真模块

5.2 软件开发模式

5.3 平台的数据存储

5.4 系统的用户操作接口

5.5 防冰系统的仿真验证

5.6 结果对比及分析

5.7 本章小结

第六章 总结及展望

6.1 本文主要内容

6.2 本文的创新点

6.3 未来工作展望

参考文献

致谢

攻读硕士学位期间发表的学术论文

攻读硕士学位期间参与的发明专利申请