旋转部件复杂表面水滴撞击计算

发布时间：2017-11-04 19:27

  本文关键词：旋转部件复杂表面水滴撞击计算

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【摘要】：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。
【作者单位】： 北京航空航天大学;人机工效与环境控制重点学科实验室;
【基金】：中央高校基本科研业务费专项资金(YWF-14-HKXY-008)
【分类号】：V321.229
【正文快照】： 0引言随着航空科学与技术的发展,以飞机结冰气象条件为典型代表的气象因素成为威胁飞行安全的重要因素。过冷水滴撞击导致的飞机结冰现象可能破坏升力部件气动外形,影响发动机进气效率,甚至引起飞行事故。飞机结冰过程及其防护方法研究涉及复杂的传热传质耦合问题,近年来得到，

本文编号：1140801