等效砂砾粗糙高度对积冰特性的影响研究
作者:
作者单位:

1.华中科技大学,武汉 430074 ;2.武汉航空仪表有限责任公司,武汉 430070

作者简介:

张德新男,硕士,工程师。研究方向:过冷大水滴,流固耦合研究。E-mail:z779171257@163.com

通讯作者:

中图分类号:

V211.42

基金项目:

国家自然科学基金(编号52276009)


Study on the influence of equivalent gravel rough height on ice accumulation characteristics
Author:
Affiliation:

1.Huazhong University of Science and Technology, Wuhan 430074 , China ;2.Wuhan Aviation Instrument Corporation, Wuhan 430070 , China

Fund Project:

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    摘要:

    飞机在低温高湿的环境下飞行时,过冷水滴撞击到机翼表面发生结冰,进而导致机翼表面粗糙度增加。表面粗糙度会对飞机气动及传热特性产生影响。以NACA0012翼型为研究对象,采用等效砂砾粗糙高度(ks)预测实际积冰粗糙度的方法,分析了不同ks值对机翼气动及传热的影响。结果表明:ks增加热流密度会急剧上升,峰值最大相差约为5倍;随着积冰时间增加,ks值对最终预测冰形的影响愈加显著。在ks值较小时,冰层可延伸到机翼前缘的后方;随着ks值增加,撞击极限会逐渐减小。无论在积冰时间相同时增加ks值,或在ks值相同时增加积冰时间,预测冰形的升力系数及失速攻角均会减小,阻力系数均会变大,对机翼升力的增益效果均会降低。

    Abstract:

    When the aircraft flies in a low temperature and high humidity environment, the supercooled water droplets hit the wing surface to freeze or overflow, which will increase the roughness of the wing surface. Surface roughness can affect the aerodynamic and heat transfer characteristics of the aircraft. With the study of NACA0012 airfoil, the influence of different ks was analyzed on the aerodynamic and heat transfer. The results show that the heat current density increases sharply, and the maximum difference of the peak is about 5 times. With the increase of ice accumulation time, the influence of ks value on the final predicted ice shape becomes more significant. At small ks value, the ice can extend to the front edge of the wing, and the impact limit will gradually decrease. Increasing the ks value at the same ice accumulation time, or the ice accumulation time at the same ks value, the lift coefficient and stall attack angle of the predicted ice will decrease, the drag coefficient will become larger, and the lift gain effect on the wing will be significantly reduced.

    参考文献
    相似文献
    引证文献
引用本文

张德新,王柳,陈建业,等.等效砂砾粗糙高度对积冰特性的影响研究[J].民用飞机设计与研究,2024(4):64-70. ( in Chinese)

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