基于曲面重构的飞机三维结冰数值模拟计算

作者：王红兵; 王正之; 田甜; 朱春玲^*; 朱程香; 赵宁

来源：科学技术与工程, 2019, 19(09): 259-265.

DOI：10.3969/j.issn.1671-1815.2019.09.041

• 飞机结冰
• 三维结冰计算
• 时间步长
• 曲面重构

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。

• 单位
  南京航空航天大学; 航空宇航学院