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翼型曲面的压电振动除冰方法研究

发布时间:2018-10-21 19:26
【摘要】:以缩比后的翼型前缘曲面为研究对象,对压电振动除冰的方法进行了理论和实验研究。针对翼型曲面的特殊性,以有限元模型导出的翼型截面离散点为基础,设计了针对翼型曲面和不同压电元件尺寸下的压电元件可贴区域的求解算法,并通过五点共圆法和四点共圆法的理论思想得出翼型曲面各点切法向矢量的求解算法。针对翼型曲面研究了压电元件的布局规律。结果表明,翼型曲面结构下,压电元件的激励效果随着间距的增大而减弱,压电元件布置在振型波峰位置附近有最佳的激励效果。在粘贴接触面积一定的前提下,激励效果随着相对贴片数量的增加而减弱,而压电元件的贴片集中度越高,激励效果越好。实验得到了较好的除冰效果,验证了布局方式的可行性,同时除冰功率最大为69.77W·m~(-2),低于电热除冰系统所需功耗。
[Abstract]:The deicing method of piezoelectric vibration is studied theoretically and experimentally by taking the front surface of the airfoil after shrinkage as the research object. In view of the particularity of airfoil surface, based on the discrete points of airfoil section derived from finite element model, an algorithm for solving the stickable region of piezoelectric element is designed for airfoil surface and different piezoelectric element sizes. Based on the theory of five point common circle method and four point common circle method, the algorithm for solving the tangential vector of airfoil surface is obtained. The layout of piezoelectric elements for airfoil surfaces is studied. The results show that the excitation effect of piezoelectric elements weakens with the increase of the spacing under the airfoil curved surface structure, and the piezoelectric element is arranged near the peak position of the vibration mode wave with the best excitation effect. On the premise of a certain adhesive contact area, the excitation effect decreases with the increase of the relative number of patches, while the higher the patch concentration of piezoelectric elements, the better the incentive effect. A good deicing effect is obtained, and the feasibility of the layout is verified. The maximum deicing power is 69.77W m-2, which is lower than the power consumption required by the electrothermal deicing system.
【作者单位】: 南京航空航天大学航空宇航学院;中国工程物理研究院核物理与化学研究所;空间物理重点实验室;
【基金】:国家973重点基础研究发展计划项目(2015CB755804) 国家自然科学基金项目(11402114) 江苏省研究生培养创新工程(SJLX_0143) 中央高校基本科研业务费专项资金 江苏高校优势学科建设工程基金
【分类号】:V244.15

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本文编号:2286123

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