破碎模型,大粒径过冷水滴结冰模拟

道客巴巴网站 版权所有|©2008-2014|网站备案：京ICP备12004711号京公网安备1101082111号SLD结冰环境超出FAR25附录C规定的飞机结冰环境的范围,易导致飞机异常结冰,引发安全事故1—3。

LEWICE、FENSAP-ICE4,5等成冰预测软件能够准确预测飞机在小粒径过冷水滴环境下的冰形,但在预测SLD环境下的冰型时,与实验结果差距较大。

如何准确预测SLD环境下的积冰成为亟待解决的问题。 目前,SLD结冰预测的研究主要有两个方向。 一是考虑通过分析水滴碰撞翼面前的动力学行为-变形破碎6的特征,体现SLD撞击前的动力学特征对收集率的影响,提高收集率的准确度。 另一个是通过考虑水滴在碰撞过程中的飞溅损失7和水的流动特征8,加以分析水滴撞击特征对收集率的影响。

这两个研究方向的共同特点是通过提高收集率准确性,以提高SLD冰型预测的能力。

虽然通过对收集率的修正,现有的SLD结冰预测研究相比之前已有了较大改进,但预测结果与实验冰型仍有较大差距。 事 故调查 ＿ 】 表 明 ， 失 事 的 飞 机 符 合 结 冰 适 航 标 准， 但结冰环境 超 出 Ｆ Ａ Ｒ２ ５附 录 Ｃ的规 定范 围。 当时 飞机 遭遇 了粒 径大 于 １ ０ ０ ／ ， ｍ 的过 冷 水 滴 ， 出现 了异 常结 冰现 象。 此 后 Ｆ ＡＡ虽 然不 断更 新 有 关 结 冰 的适 航 条 例 ， 但 并 未 真 正 修改 关于结 冰 环 境 的规 定。 到 目前 为 止 有 关 Ｓ Ｌ Ｄ 的结冰 机理 尚未 完全研 究 清楚。 的研 究 表 明 ， 水滴 破碎 的不 同形 式 需要 综 合 Ｗｅ数 和 液滴 雷 诺数 （ Ｒ ） 来 判断 ， 它 们 分 别 代 表 水 滴 表 面 张 力 失稳 和气 流粘 性 剪 切 力 的 因 素。 以上 研 究虽 然 在 水 滴破 碎机 理上 有许 多认 识 ， 但 是 尚未 有研 究将 多种 破碎形 式 在一个 模 型 中体现 ， 而这 是进 行结 冰 模拟 所 必须 的。 研究表 明， Ｓ Ｌ Ｄ 和 附 录 Ｃ 中规 定 的水 滴 结 冰 过 程 不 同。

在研 究 Ｓ Ｌ Ｄ结冰 时需要 关 注水 滴 动力 学 行 为， 即水 滴 的破碎 ］ 、 飞溅 现象＿ ４ ］ ， 这直 接决 定 了其 成 冰过程。 而破碎 过 程处在 整个 结 冰物理 过程 的上 游 ， 其产 生 的粒径 分布 结 果会 直 接 影 响 飞 溅甚 至结 冰 过 程， 因此对 于水 滴 破 碎 的 正确 认 识 是 研 究 Ｓ Ｌ Ｄ结 冰 的必 要条 件。 将 ＭＥ Ｂ模 型与 积 冰算 法口 阳 相结合， 模 拟 大 粒 径 过 冷 水 的 二 维 翼 型 积 有 较 大改 进 ］ ， 但 与 实 验 冰 型相 比 ， 仍 然存 在 较 大 差 距。