降雨环境下进气道吸雨数值计算分析

发布时间：2024-03-31 12:49

　　为了保障乘客的安全,国内外学者针对吸雨问题已经展开了大量研究。在吸雨研究中应该确定吸雨量、水滴粒径和水滴速度。因此,本文基于CFX和Gasturb软件,采用欧拉-拉格朗日数值方法计算了飞机典型飞行工况下进气道的吸雨量、进口截面处水滴速度以及雨滴粒径的变化规律。数值计算结果表明,在起飞滑跑和下降滑跑的前期阶段中,发动机吸入的雨水含量小于自然环境中雨水含量。其中,颗粒越小,吸雨量越大,其余飞行工况中,发动机吸雨量大于自然环境中雨水含量。且颗粒越大,吸雨量就越大。所有典型计算工况下,当飞机下降高度为6000m、RR粒径为1.25mm时,吸雨量最大,最大吸雨量为5.67%。受飞机飞行速度和进气道入口气流速度的影响,不同飞行阶段中,颗粒轴向流入进气道的速度介于飞机飞行速度和进气道入口气流速度之间;受气动破碎和气流运动特性(溢出或者汇聚)的影响,不同的飞行阶段大颗粒和小颗粒的粒径变化规律明显不同,小颗粒粒径近似直线变化,大颗粒则变化较为剧烈。

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【部分图文】：

图1进气道模型

目前公开发表的文献中鲜有RB211-535e4发动机进气道真实详细的数据，因此本文参考RB211-535e4发动机结构模型[18]，进行进气道设计，进气道模型如图3.2所示。进气道唇口为椭圆形，进气道的内径为外径DI为2.47m，唇口的直径DK为2.08m,内径DJ为1.99m。....

图2波音757-200尺寸示意图[18]

本文计算域是一个围绕亚音速进气道的一个长方体。考虑到地面滑行和空中飞行时计算域底面到进气道距离长度一个为真实长度（参照图2），另一个应该满足计算精度要求。所以本文将计算域分成两种，如图3所示。图3计算域示意图

图3计算域示意图

图2波音757-200尺寸示意图[18]为了消除计算域大小对计算结果的影响，同时节约计算时间，本文计算域的进口距进气道进口距离被设定为13DI，通过参考图2可知地面滑行时进气道壁面距离地面真实距离约为0.44DI，其余情况下，进气道的壁面到计算域表面的距离被设定为10DI....

图4计算域无关性验证

考虑到外流场尺寸对数值结果存在影响，图4给出了模型I和模型II中进气道附近静压局部变化情况。其中在模型I中，飞机均以低功率高飞行速度状态飞行。从图4中可以看出，无论何种飞行状态，其静压变化区也主要集中在进气道附近。且进一步观察可知，计算模型中进气道外围处静压不随外流场的尺寸发生变....

本文编号：3943956