摘要
大型飞机在积水跑道上的溅水特性是适航审定中的重要验证项目，目前国内外通常采用试验方法进行定性的观测研究，试验周期长且难以给出定量结果，数值仿真分析则是研究飞机滑跑轮胎溅水的有效途径。本文在ESDU模型和试验结果的基础上采用了蒙特卡洛方法对轮胎溅水进行了模拟，对轮胎高速碾压液滴造成液滴破碎和二次雾化的过程进行了简化，开发了一种基于离散液滴模型的数值模拟软件。 为了模拟轮胎溅起的水雾在流场当中的运动，粒子初始条件和飞机机体周围的流场条件必须已知。本文首先从ESDU模型出发，结合试验结果对粒子的初始条件进行了推导，粒子的产生采用蒙特卡洛模拟，然后对如何计算粒子运动方程和处理粒子碰撞飞机表面进行了分析，发展了一种高效的快速检测粒子与飞机表面网格碰撞的方法。另外为了满足轮胎溅水仿真的要求，提出了一种效率高的搜索算法查找流场数据。 在程序设计过程中，确定了程序的总体方案包含数据输入、粒子生成、运动方程求解、粒子碰撞检查、流场数据查找和结果输出等几大模块。 本文最后应用开发的数值模拟软件研究了民用客机的轮胎溅水问题，首先对某尾吊式飞机在不同的滑跑速度下，不同的积水深度下进行了溅水模拟，得到了不同工况下短舱进水的定量结果。然后在有侧风存在的情况下对某翼吊式飞机进行仿真，得到了典型侧风速度和不同侧风角度下的溅水构型以及短舱进水的定量结果，具有一定的工程意义。
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