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MVD对翼型冰形及气动性能影响数值模拟

直升机技术 2009年第1期 1-5页

作者：张威林永峰陈平剑中国直升机设计研究所景德镇333001

结冰问题严重威胁现代飞行器的飞行安全。当前,数值模拟结冰过程是一种高效的结冰问题研究方法。本文首先对OAXXX翼型生成六面体计算网格,然后对该翼型的流场、水滴撞击、结冰过程进行了数值模拟研究,重点研究了不同的MVD(平均水滴直径... 详细信息

结冰问题严重威胁现代飞行器的飞行安全。当前,数值模拟结冰过程是一种高效的结冰问题研究方法。本文首先对OAXXX翼型生成六面体计算网格,然后对该翼型的流场、水滴撞击、结冰过程进行了数值模拟研究,重点研究了不同的MVD(平均水滴直径)对于水滴收集效率、冰形的影响,并将不同MVD情况下结冰后的翼型气动特性和结冰前进行了对比。

关键词： MVD 结冰水滴收集冰形气动

导线倾角与覆冰过程扭转因素对覆冰形状特性影响研究

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湖南大学学报（自然科学版） 2024年第2期51卷 45-56页

作者：周超孟凡泽黄钢姬昆鹏华北电力大学电站能量传递转化与系统教育部重点实验室北京102206 华北电力大学河北省电力机械装备健康维护与失效预防重点实验室保定071003 中国电力科学研究院北京100192

输电导线覆冰严重威胁电网运行安全,准确预测导线覆冰形状和增长趋势,可以有效预防次生灾害的发生.已有输电导线覆冰增长预测模型较少考虑覆冰偏心扭转对导线表面覆冰形状的影响.为此,综合考虑覆冰偏心、风速等对导线的耦合扭转特性,建... 详细信息

输电导线覆冰严重威胁电网运行安全,准确预测导线覆冰形状和增长趋势,可以有效预防次生灾害的发生.已有输电导线覆冰增长预测模型较少考虑覆冰偏心扭转对导线表面覆冰形状的影响.为此,综合考虑覆冰偏心、风速等对导线的耦合扭转特性,建立输电导线动态扭转覆冰预测模型.基于预测模型对导线表面覆冰形状进行预测模拟并与文献实验数据对比,验证了模型的有效性.利用预测模型,进一步讨论导线倾角及温度、风速和MVD(水滴中值直径)对冰形和扭转速度的影响.研究发现,导线迎风面覆冰厚度随着倾斜角度的增加,分层现象逐渐明显.与水平布置(零倾角)导线对比,倾斜角度为60°时,导线覆冰面积分别增加18.26%(覆冰125 min)、26.30%(覆冰245 min),扭转角度分别增加10.4°(覆冰125 min)、16.2°(覆冰245 min),冰形呈“沟壑”状.

关键词：输电导线覆冰偏心冰形倾斜积冰面积角度

基于转置卷积神经网络的翼型结冰冰形图像化预测方法

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国防科技大学学报 2021年第3期43卷 98-106页

作者：何磊钱炜祺易贤王强张显才中国空气动力研究与发展中心计算空气动力研究所四川绵阳621000 中国空气动力研究与发展中心低速空气动力研究所四川绵阳621000

结冰问题严重影响飞机飞行安全,结冰智能预测是飞机智能防除冰系统设计和安全设计的重要依据和支撑。为解决复杂冰形在翼面同一位置的法线方向冰形厚度存在多值的问题,提出基于转置卷积神经网络的翼型结冰冰形图像化预测方法。设计预测... 详细信息

结冰问题严重影响飞机飞行安全,结冰智能预测是飞机智能防除冰系统设计和安全设计的重要依据和支撑。为解决复杂冰形在翼面同一位置的法线方向冰形厚度存在多值的问题,提出基于转置卷积神经网络的翼型结冰冰形图像化预测方法。设计预测模型的神经网络结构、损失函数、数据规范等,直接将影响飞机结冰的飞行和大气条件作为输入,以灰度化的冰形图像作为输出。基于NACA0012翼型,通过数值模拟方法生成冰形数据集,同时利用风洞试验结果对数值模拟方法进行验证,以确保生成数据的可信度。构建以飞行速度、温度、液态水含量、平均水微滴直径和结冰时长5项参数作为输入的预测模型,并进行仿真训练和验证。仿真结果表明:所提翼型结冰预测模型不仅能够快速预测翼型冰形,而且在冰体轮廓、结冰上下极限、冰角位置、结冰厚度等主要特征方面也与数值计算结果符合较好。

关键词：冰形结冰机器学习深度学习神经网络翼型预测

基于改进Canny算法的输电导线覆冰冰形视觉识别

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高压电器 2021年第11期57卷 131-138页

作者：卞荣陈科技张柏岩黄铭枫楼文娟国网浙江省电力有限公司经济技术研究院杭州310008 浙江大学建筑工程学院结构工程研究所杭州310058 中建海龙科技有限公司广东深圳518000

输电线路覆冰对于电网安全来说是不容忽视的潜在威胁'覆冰除了增加导线自重、产生脱冰冲击荷载,还能够显著改变导线的气动外形,从而可能导致舞动及更为剧烈的风偏现象的产生。因此,输电导线不同覆冰冰形的识别对于输电线路冰风联合灾害... 详细信息

输电线路覆冰对于电网安全来说是不容忽视的潜在威胁'覆冰除了增加导线自重、产生脱冰冲击荷载,还能够显著改变导线的气动外形,从而可能导致舞动及更为剧烈的风偏现象的产生。因此,输电导线不同覆冰冰形的识别对于输电线路冰风联合灾害的防治有着重要的意义。文中主要提出了一种用于识别输电导线覆冰冰形的视觉识别方法。该方法主要基于改进的Canny算法进行冰形识别,再通过图像变换理论进行冰形修正,最终实现冰形的快速识别及测量。通过现场图像的识别及与人工测绘之间的对比,验证了该方法的有效性和准确性。

关键词：输电导线覆冰冰形 Canny算法图像变换视觉识别

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发动机进气道短舱前缘结冰三维模拟研究

航空学报 2013年第3期34卷 517-524页

作者：申晓斌林贵平卜雪琴郁嘉侯盼雪北京航空航天大学航空科学与工程学院北京100191 北京航空航天大学人机工效与环境控制重点学科实验室北京100191

为计算发动机进气道短舱前缘的结冰冰形,在Messinger结冰热力学模型的基础上发展了一套纯三维的表面溢流水流动结冰模型。考虑空气摩擦力为表面溢流水流动的主要驱动力,用空气对进气道表面的剪切力来确定溢流水的流动方向及流量分配。... 详细信息

为计算发动机进气道短舱前缘的结冰冰形,在Messinger结冰热力学模型的基础上发展了一套纯三维的表面溢流水流动结冰模型。考虑空气摩擦力为表面溢流水流动的主要驱动力,用空气对进气道表面的剪切力来确定溢流水的流动方向及流量分配。为求解溢流水结冰模型,发展了一套重复查找表面控制体状态的方法,能够快速完成整个三维表面的计算。用该方法对某三维发动机进气道进行计算,得到了三维结冰冰形,并将计算结果与FENSAP-ICE计算结果进行了对比,结果显示两者的冰形轮廓基本一致,仅在冰角处存在差异,表明本文三维发动机结冰计算模型与计算方法是有效的,其计算精度与FENSAP-ICE结果相当。

关键词：发动机三维模拟冰形溢流水热力学模型

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通用飞机机翼积冰冰形预测

中国民航飞行学院学报 2016年第4期27卷 23-26页

作者：鲍雨晨王永忠中国民航飞行学院四川广汉618307

从通用飞机机翼积冰冰形特征出发,确定机翼特征点,通过其对应积冰厚度描绘积冰冰形。提出了一种基于BP神经网络的机翼积冰厚度预测方法,并利用预测厚度还原预测冰形。将预测积冰厚度与实际积冰厚度相比较,预测值与实际值的平均均方根误... 详细信息

从通用飞机机翼积冰冰形特征出发,确定机翼特征点,通过其对应积冰厚度描绘积冰冰形。提出了一种基于BP神经网络的机翼积冰厚度预测方法,并利用预测厚度还原预测冰形。将预测积冰厚度与实际积冰厚度相比较,预测值与实际值的平均均方根误差为1.893 mm,表明该方法可用于通用飞机机翼积冰冰形预测。

关键词：通用飞机积冰冰形预测神经网络

水滴多尺寸分布对水滴撞击特性和结冰增长的影响

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南京航空航天大学学报 2010年第5期42卷 620-624页

作者：朱程香孙志国付斌朱春玲南京航空航天大学航空宇航学院南京210016

水滴直径是影响水滴撞击特性的重要参数,而撞击特性在很大程度上影响结冰冰形,因此,在结冰数值模拟中,如何合理选取水滴分布模型,对于保证计算精度有重要意义。本文基于求解雷诺时均N-S方程获得的流场结果,采用拉格朗日法计算水滴撞击特... 详细信息

水滴直径是影响水滴撞击特性的重要参数,而撞击特性在很大程度上影响结冰冰形,因此,在结冰数值模拟中,如何合理选取水滴分布模型,对于保证计算精度有重要意义。本文基于求解雷诺时均N-S方程获得的流场结果,采用拉格朗日法计算水滴撞击特性,并采用Messinger模型进行结冰增长模拟,研究了水滴直径、水滴多尺寸分布对水滴撞击特性和结冰冰形的影响。结果表明,水滴的多尺寸分布对于结冰数值模拟结果具有重要影响,采用Langmuir D分布能够满足数值模拟精度要求。

关键词：数值模拟飞机结冰水滴撞击特性多尺寸分布冰形

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机翼表面结冰热力学模型

工程热物理学报 2010年第10期31卷 1727-1730页

作者：付斌孙志国朱程香朱春玲南京航空航天大学航空宇航学院江苏南京210016

基于Messinger控制体的思想建立了翼型表面的冰生长热力学模型,论述了模型的求解方法;采用边界层积分法计算LHTC(Local Heat Transfer Coefficient),并嵌入了粗糙度对表面换热的影响;计算得到的LHTC与文献中的结果做了比较验证。本文编... 详细信息

基于Messinger控制体的思想建立了翼型表面的冰生长热力学模型,论述了模型的求解方法;采用边界层积分法计算LHTC(Local Heat Transfer Coefficient),并嵌入了粗糙度对表面换热的影响;计算得到的LHTC与文献中的结果做了比较验证。本文编制了冰形计算程序模块,集成到自主开发的预测软件中,模拟了不同结冰气象条件下,NACA0012翼型在4°攻角时表面槽状冰、混合冰、楔形冰的形成。数值模拟的结果与文献中提供的实验结果吻合良好,表明本文所用模型及方法可行且有效.

关键词：冰生长数学模型边界层积分法表面粗糙度对流换热系数冰形

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考虑水膜蒸发的三维明冰积冰数值研究

推进技术 2018年第7期39卷 1540-1548页

作者：苏长明胡娅萍曹广州吉洪湖南京航空航天大学能源与动力学院江苏南京210016 南京航空航天大学无人机研究院江苏南京210016

明冰积冰过程中冰层表面会覆盖一层薄水膜,水膜在冰层表面流动和传热,水膜蒸发会引起质量和能量传递,对积冰相变产生影响。为了研究水膜蒸发对积冰的影响,在已有三维积冰模型的基础上,考虑了明冰积冰过程中水膜的蒸发,建立了考虑水膜蒸... 详细信息

明冰积冰过程中冰层表面会覆盖一层薄水膜,水膜在冰层表面流动和传热,水膜蒸发会引起质量和能量传递,对积冰相变产生影响。为了研究水膜蒸发对积冰的影响,在已有三维积冰模型的基础上,考虑了明冰积冰过程中水膜的蒸发,建立了考虑水膜蒸发的三维积冰数学模型,并开发了相应的积冰计算程序。选取NASA提供的典型算例,模拟了明冰积冰条件下NACA0012翼型的积冰过程,并将计算结果与NASA试验和数值结果进行对比。结果表明水膜的平均蒸发量为1.5g/(m^2·s),蒸发吸收的热量占总传热的35%。与不考虑水膜蒸发的计算结果相比,本文得到的积冰量和冰形都与试验结果具有更好的一致性,说明三维明冰计算中考虑水膜蒸发是有必要和合理的。

关键词：水膜蒸发明冰积冰积冰模型冰形