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小型冰风洞液滴平均容积直径测量研究

空气动力学学报 2018年第4期36卷 627-633页

作者：杜骞赵伟伟刘宇蔡玉飞朱春玲南京航空航天大学航空宇航学院江苏南京210016

水滴平均容积直径(MVD)是冰风洞最基础和最重要的参数之一,MVD测量的准确程度将影响飞行器结冰特性研究。针对小型冰风洞液滴参数测量,提出使用激光粒度仪对冰风洞液滴颗粒直径进行测量,同时采用基于旋转多圆柱法进行MVD测量标定。根据... 详细信息

水滴平均容积直径(MVD)是冰风洞最基础和最重要的参数之一,MVD测量的准确程度将影响飞行器结冰特性研究。针对小型冰风洞液滴参数测量,提出使用激光粒度仪对冰风洞液滴颗粒直径进行测量,同时采用基于旋转多圆柱法进行MVD测量标定。根据旋转多圆柱结冰特性,对二维旋转圆柱霜状冰结冰过程进行编程计算,结合试探逼近思想编制了旋转多圆柱水滴参数分析软件。用试验实测数据与旋转多圆柱方法标定结果进行对比分析,标定结果与实测结果吻合较好,进而可实现对平均容积直径的快速测量,为冰风洞水滴参数测量校验提供技术保障。

关键词：冰风洞平均容积直径激光粒度仪旋转多圆柱标定

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冰风洞内水滴参数沿程变化的数值模拟

计算机仿真 2018年第10期35卷 66-71页

作者：李晓峰常士楠冷梦尧北京航空航天大学航空科学与工程学院北京100191

利用拉格朗日法,结合水滴蒸发模型和凝固模型建立了冰风洞内从喷雾系统喷出的水滴与冷气流之间动量、质量和热量交换的数学模型,利用上述模型计算了不同直径水滴随气流运动过程中速度、温度和直径的变化规律,讨论了空气相对湿度和喷嘴... 详细信息

利用拉格朗日法,结合水滴蒸发模型和凝固模型建立了冰风洞内从喷雾系统喷出的水滴与冷气流之间动量、质量和热量交换的数学模型,利用上述模型计算了不同直径水滴随气流运动过程中速度、温度和直径的变化规律,讨论了空气相对湿度和喷嘴出口处水滴温度对水滴参数沿程变化的影响及低温条件下水滴参数的沿程变化。结果表明,小水滴相对于大水滴来说对空气流场具有更好的跟随性;蒸发作用会导致水滴尺寸减小,并且小水滴尺寸减小的程度比大水滴严重;提高空气相对湿度,降低喷嘴出口处水滴温度可以有效抑制水滴的蒸发,有利于保持水滴尺寸与含量的稳定性;当气流温度较低时,水滴会发生结冰现象,结冰的位置和结冰时间随水滴尺寸发生变化。

关键词：冰风洞水滴参数数值模拟两相流拉格朗日法

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冰风洞与结冰动力学

制冷学报 1999年第4期20卷 15-17,页

作者：王宗衍武汉仪表厂湖北武汉430074

本文对结冰动力学作了介绍，指出冰风洞作为特种制冷设备是进行结冰动力学研究的最佳选择。随着我国首座冰风洞的建成，冰风洞与结冰动力学将会被更广泛深入地理解和认识。

关键词：冰风洞结冰结冰动力学制冷设备

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基于欧拉耦合模型的冰风洞数值模拟研究

机械设计与制造 2024年

作者：赖安卿周俊程涵中国民用航空飞行学院航空发动机维修培训中心中国民用航空飞行学院航空工程学院

冰晶结冰是威胁航空飞行安全的重要因素之一，研究冰风洞的结冰机理是研究高空冰晶结冰的重要基础。本文采用基于欧拉方法的数值模拟，实现冰风洞流场与粒子参数的双向耦合，以NRC大尺寸冰风洞为模型，计算分析了风洞进口不同平均体积... 详细信息

冰晶结冰是威胁航空飞行安全的重要因素之一，研究冰风洞的结冰机理是研究高空冰晶结冰的重要基础。本文采用基于欧拉方法的数值模拟，实现冰风洞流场与粒子参数的双向耦合，以NRC大尺寸冰风洞为模型，计算分析了风洞进口不同平均体积直径（Median Volume Diameter，MVD）、总含水量（Total Water Content， TWC）以及相对湿度的情况下，粒子温度、液态水占总含水量的比例（Liquid Water Content /Total Water Content， LWC/TWC）、MVD以及流场温度等粒子和流场参数的沿程变化规律。结果表明：粒子运动速度受MVD、TWC和相对湿度的影响均不大；粒子温度变化受相对湿度影响较大，TWC的增加增大了粒子与流场整体的热交换；风洞出口MVD的大小受初始MVD大小、TWC以及相对湿度的影响均较大；受风洞收缩型构型以及粒子在风洞中的换热影响，空气温度沿流程是降低的，相对湿度沿程是增加的。初始TWC、MVD和相对湿度的变化均对风洞沿程的流场温度和相对湿度造成影响；增大TWC、增加MVD以及增大相对湿度，均有利于在风洞出口形成冰晶。

关键词：冰风洞欧拉方法数值模拟冰晶结冰多相流

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旋转多圆柱测量仪冰风洞试验研究

旋转多圆柱测量仪冰风洞试验研究

作者：陈晶霞南京航空航天大学

学位级别：硕士

随着我国大型冰风洞即将建立,建立统一的有关防冰/除冰的冰风洞试验技术标准变得非常迫切和需要。气象参数指标是冰风洞试验的关键技术所在,因此云层的特性参数:液态水含量(LWC)和水滴直径(MVD)的准确测量变得很重要。水含量及水滴尺寸... 详细信息

随着我国大型冰风洞即将建立,建立统一的有关防冰/除冰的冰风洞试验技术标准变得非常迫切和需要。气象参数指标是冰风洞试验的关键技术所在,因此云层的特性参数:液态水含量(LWC)和水滴直径(MVD)的准确测量变得很重要。水含量及水滴尺寸的测量方法有很多,本文在总结国外文献的基础上,结合我国目前的冰风洞试验研究现状,进行了旋转多圆柱冰风洞试验研究,给出了一套旋转多圆柱测量水滴参数方案。前两章介绍了水滴参数测量的重要性以及国外目前分别测量LWC和MVD的各种仪器;着重阐述了旋转多圆柱测量水滴参数的原理以及数据分析程序;并针对本次设计的仪器编制了相应的数据分析软件。第三章着重讨论了旋转多圆柱的设计,并对其在冰风洞的使用进行了研究,提出了在相同结冰条件下使用旋转单圆柱校准LWC,编制了相应的单圆柱分析软件。第四章着重阐述了试验台的搭建、测量步骤、测量方法以及测试结果分析,并对试验过程中发现的问题提出了解决方案。最后在第五章对论文进行了总结,并对旋转多圆柱测量水滴参数进一步试验研究提出了展望。

关键词：冰风洞旋转多圆柱液态水含量水滴直径试验研究

二维圆柱结冰的冰风洞试验研究及水滴撞击特性计算

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二维圆柱结冰的冰风洞试验研究及水滴撞击特性计算

作者：陈金瓶南京航空航天大学

学位级别：硕士

结冰是可能导致飞机发生严重事故的原因之一。开展飞机结冰研究，可以使人们认识结冰产生的机理，把握结冰危害飞行安全的规律，为飞机防/除冰装置的设计、结冰时飞行和操作规范的制定提供依据。本文分别通过理论分析、风洞试验和数值... 详细信息

结冰是可能导致飞机发生严重事故的原因之一。开展飞机结冰研究，可以使人们认识结冰产生的机理，把握结冰危害飞行安全的规律，为飞机防/除冰装置的设计、结冰时飞行和操作规范的制定提供依据。本文分别通过理论分析、风洞试验和数值计算的手段对结冰现象进行了研究。本文首先详细阐述了结冰相似准则，对结冰相似条件的几何相似、流场相似、水滴运动轨迹及撞击特性相似、热力学特性相似和表面液态水的动力学相似要求进行了方程推导和分析。然后，搭建了冰风洞试验台，并标定了引射器不同供气压力所对应的风速、各种风速下不同LWC所对应的喷水量等;评估了空气的LWC均匀性。在此基础上首先进行了冰形时间推进试验，发现霜状冰冰层随时间推进几乎呈线性增长;对直径分别为25.4mm和50.8mm的圆柱进行了相似性研究，证明利用结冰相似准则可以扩展现有结冰风洞的试验模型尺寸和气象条件范围，增强结冰试验能力。最后，采用较成熟的霜状冰结冰预测方法对试验条件下的冰形进行数值模拟，得到了100s、200s、300s时的冰形，将其与试验结果对比，经分析可以证明本文采用的数值计算方法是有效可行的。

关键词：飞机结冰撞击特性冰风洞冰形推进数值模拟

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冰风洞试验中水滴的传热传质计算研究

航空发动机 2013年第3期39卷 36-40页

作者：蔡英磊董威上海交通大学机械与动力工程学院上海200240

进行冰风洞试验时,出口过冷水滴的参数往往使用风洞来流空气参数进行计算,忽略了真实情况下水滴与空气的传热传质过程,致使试验数据产生偏差,并影响测试结果的可靠性。通过对冰风洞试验中水滴的运动过程进行研究,考察了水滴与空气主流... 详细信息

进行冰风洞试验时,出口过冷水滴的参数往往使用风洞来流空气参数进行计算,忽略了真实情况下水滴与空气的传热传质过程,致使试验数据产生偏差,并影响测试结果的可靠性。通过对冰风洞试验中水滴的运动过程进行研究,考察了水滴与空气主流间的传热与传质现象,建立了水滴运动过程中参数变化的控制方程。基于该方程编制了冰风洞水滴粒径温度变化分析软件,计算分析了过冷水滴在行进过程中相关参数的变化曲线,比较了不同初始条件及各参数对水滴温度、直径和速度的影响。结果表明:不同环境下水滴在运动过程中温度、尺寸和速度变化受来流温度、速度、相对湿度和水滴初始温度的影响,呈现出不同的特点,不能忽略水滴状态参数在冰风洞内的变化。

关键词：水滴运动传热传质冰风洞计算流体力学

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冰风洞水滴沿程参数计算及结冰云雾模拟

冰风洞水滴沿程参数计算及结冰云雾模拟

第九届全国流体力学学术会议

作者：李晓峰常士楠冷梦尧靳军北京航空航天大学航空科学与工程学院金航数码科技有限责任公司

以商用软件fluent为基础,对其UDF(Use Define Function)模块进行功能拓展,对单个水滴及多喷嘴下结冰云雾沿风洞轴向的运动进行数值模拟,计算了不同空气参数和喷嘴出口条件下单个水滴温度、速度、直径的沿程变化及多喷嘴下结冰云雾在风... 详细信息

以商用软件fluent为基础,对其UDF(Use Define Function)模块进行功能拓展,对单个水滴及多喷嘴下结冰云雾沿风洞轴向的运动进行数值模拟,计算了不同空气参数和喷嘴出口条件下单个水滴温度、速度、直径的沿程变化及多喷嘴下结冰云雾在风洞不同横截面上的液态水含量。计算结果表明,风洞流道中水滴沿程参数变化,表现出很强的随直径变化的特点。水滴的温度和速度对空气均具有良好的跟随性,即使对于差别最大的水滴到达试验段中部时其与空气温差不到1%,速度相差不到10%,与结冰情况相比,未结冰时水滴尺寸减小更多,蒸发作用对小水滴的影响较大水滴大,小水滴的质量分数随截面的后移而减小,大水滴的质量分数相对增加,水滴的平均直径稍微增大。

关键词：冰风洞水滴结冰云雾数值模拟沿程参数

来源： cnki会议评论

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冰风洞虚拟仪器环境参数测试系统设计实现

测控技术 2016年第3期35卷 8-12页

作者：杜洪亮张伟中国航空工业空气动力研究院黑龙江哈尔滨150001

为获取结冰环境下风洞内各状态参数,在PXI总线平台上应用LabVIEW开发了冰风洞流场环境参数测试系统。通过部署在冰风洞各部件段的传感器测得了总压、静压、总温、静温、湿度等重要参数,应用一阶RC滤波和均值滤波对频域噪声进行了滤除,在... 详细信息

为获取结冰环境下风洞内各状态参数,在PXI总线平台上应用LabVIEW开发了冰风洞流场环境参数测试系统。通过部署在冰风洞各部件段的传感器测得了总压、静压、总温、静温、湿度等重要参数,应用一阶RC滤波和均值滤波对频域噪声进行了滤除,在PXI系统平台上进行了多通道同步实时数据采集,采用压力落差法对气流参数进行测试计算。实验结果表明,系统对低速及亚声速状态流场环境参数测试全面,通过FSSP、OAP和J-W热线仪测得了液滴平均体积直径(MVD)和液态水含量(LWC),获得了适宜结冰测试的流场特性参数,为翼型部件的结冰性能分析提供了依据。

关键词：冰风洞虚拟仪器数据采集压力落差法滤波