机翼热气防冰及冰脊形成数值模拟

摘要

应用N-S方程求解空气外流场和防冰腔内流场,用Euler法获得过冷水滴撞击特性,将内外流场进行耦合传热稳定后,开始结冰,来实现机翼热气防冰及冰脊形成的数值模拟.计算结果表明,热气防冰开启时,加热区蒙皮最低温度为286K保证加热区没有结冰,但在加热区后的上下表面由于蒙皮温度降低至273.15K以下,防冰区的溢流水到此处形成冰脊,这个计算结果表明了热气防冰数值模拟的可行性与合理性.但在将前缘积冰除去的情况下,防冰区外形成冰脊对气动特性影响很大,对带冰脊的机翼绕流流场进行数值模拟,对计算结果进行分析,得出环境温度越低、形成冰脊的位置越靠近防冰区,冰脊的高度越高;结冰时间越长,冰脊后的非定常特性越明显,流动细节的捕捉越困难,对气动特性的影响越大.