摘要
机翼是飞机主要升力面。为满足飞行要求，机翼应当提供合适升力，以保证飞机稳定性和操纵性。然而在实际飞行中，当飞机穿越富含大量过冷水滴的云层时，机翼极易在迎风表面发生结冰现象，改变可提供升力和控制飞行速度的原有机翼气动外形，威胁飞机飞行安全。研究飞机结冰产生机理、结冰导致外形改变对保障飞行安全、验证和确定飞机适航条件和人工监测及控制气象等方面具有重要意义。本文对机翼结冰过程中水滴撞击特性、冰形和气动特性进行了数值模拟和分析。主要工作如下： （1）基于N-S方程和S-A湍流模型，建立机翼外部流场的有限元模型，基于欧拉法获得结冰过程中的水滴收集系数，建立冰层表面水膜流动的浅水流动模型，以标模NACA0012翼型为研究对象，验证该数值计算方法的可靠性。 （2）建立计算机翼ONERA-M6结构模型，研究不同参数条件下不同展向位的水滴收集系数、结冰冰形图的分布规律，并分析机翼结冰前后气动特性变化，比较不同冰形对气动特性的影响。 （3）引入过冷大水滴破碎飞溅Mundo模型，与冰风洞试验数据对比，验证该模型的可靠性。对比Langmuir分布和单尺寸分布的过冷大水滴结冰分布区域，研究过冷大水滴直径变化对水滴撞击特性和结冰情况的影响规律。
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