旋转部件复杂表面水滴撞击计算

• 作者: 卜雪琴 张志强 林贵平 申晓斌 穆作栋
• 来源期刊: 空气动力学学报
• 学科: 航空航天
• 关键词: 飞机结冰 数值模拟 欧拉法 旋转部件 水滴撞击特性 单旋转坐标系模型
• 年，卷（期）: 2016,（6）
• 所属期刊栏目: 飞机结冰
• 页码范围: 709-713
• 页数: 5页
• 分类号: V211.3
• 字数: 4013字
• 语种: 中文
• DOI: 10.7638/kqdlxxb-2015.0213

摘要

为模拟旋转体结冰问题的过冷水滴运动及撞击过程，基于欧拉方法及单旋转坐标系模型，建立了三维旋转水滴运动模型，并提出了相应的数值求解方法。采用单旋转坐标系对空气及水滴两相流动过程进行处理，通过引入惯性力，将惯性系下的周期转动边界转换为定常流动边界；利用欧拉方法，使用单向耦合形式描述空气—水滴流场；在单旋转坐标系下，向控制方程内引入科里奥利加速度及牵连加速度，进行非惯性系下欧拉方程的修正，从而描述水滴运动过程；采用有限容积求解器对空气及水滴运动的控制方程组进行求解，通过引入源项定义单旋转坐标系下的惯性力，得到空气流场及水滴场的速度、体积分数分布，进而得到表面水滴撞击特性。采用上述方法对旋转帽罩与叶片模型进行算例分析，结果表明所建立的旋转水滴计算方法有效，对比静止状态表面的结果，旋转对帽罩的水滴撞击特性影响甚小，而对桨叶存在显著影响；由于帽罩具有中心对称的特性，因而旋转带来的切向速度变化对其水滴撞击特性影响不明显；桨叶表面水滴收集系数随旋转角速度增大而增大，同时收集系数在表面的分布会向迎风方向偏移，较大的角速度对应了更为显著的收集系数增幅与偏移现象。

作者信息

序号	姓名	单位	发文数	被引次数	H指数	G指数
1	林贵平		114	849	15.0	23.0
3	张志强		15	233	9.0	15.0
5	申晓斌		10	63	3.0	7.0
13	穆作栋		1	2	1.0	1.0