基于曲面重构的飞机三维结冰数值模拟计算

论文摘要

在飞机结冰数值模拟中,采用多时间步长法可以准确模拟实际结冰情况。首先给出了三维结冰数值模拟方法,通过求解N-S方程计算空气流场、采用欧拉法计算水滴轨迹、求解质量和能量守恒方程计算结冰增长。对结冰后的结果数据进行重组,建立新的拓扑关系,采用非均匀双三次B样条曲面重构算法重构冰形曲面,得到几何模型,实现飞机三维结冰的多时间步长数值模拟。比较了单时间步长和多时间步长的计算结果;并与冰风洞试验数据及LEWICE预测数据进行对比,分析了不同时间步长对结冰外形的影响,得到了表面水收集系数随着时间的变化规律。结果表明,随着时间步长的不断缩小,水收集系数在机翼上表面不断增加,影响冰形的增长。时间步长越小,计算结果越接近试验数据,验证了曲面重构算法的正确性,说明多时间步长在结冰数值模拟方法中的优越性。

论文目录

• 1 三维结冰数值模拟方法
•   1.1 流场计算
•   1.2 水滴轨迹计算
•   1.3 结冰计算
• 2 非均匀双三次B样条曲面重构算法
•   2.1 结冰数据拓扑关系建立
•   2.2 B样条曲线重构
• 3 算例验证
• 4 结论

文章来源

类型: 期刊论文

作者: 王红兵,王正之,田甜,朱春玲,朱程香,赵宁

关键词: 飞机结冰,三维结冰计算,时间步长,曲面重构

来源: 科学技术与工程 2019年09期

年度: 2019

分类: 工程科技Ⅱ辑,基础科学

专业: 气象学,航空航天科学与工程

单位: 南京航空航天大学航空宇航学院

基金: 国家重点基础研究发展(973)计划(2015CB755800),国家自然科学基金(51806105,11832012),江苏省自然科学基金(BK20180442),江苏省科技重点研发计划(BF2016006-5)资助

分类号: V321.229

页码: 259-265

总页数: 7

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