叶型结冰计算及流场分析

发布时间：2021-04-09 06:14

　　叶型结冰会改变叶型原有的气动外形,影响气动特性。采用FENSAP-ICE软件对NACA0012翼型的结冰进行数值计算,并与试验结果进行对比验证;对压气机进口导叶叶型进行二维结冰计算,并对数值计算结果进行流场分析。结果表明:明冰对叶型的气动性能影响大于毛冰,叶型气动特性的衰退主要受分离区中上分离涡的影响,叶型前缘上翘的明冰引起叶型尾部分离区域面积增大,强烈的分离涡导致结冰后叶型压力损失增大。 

【文章来源】：航空工程进展. 2020,11(05)CSCD

【文章页数】：9 页

【部分图文】：

不同环境温度下叶型结冰前后马赫云图及流线图

图9 不同环境温度下叶型结冰前后马赫云图及流线图结冰前后叶型出口处,即x=0.06 mm处气流速度大小分布如图10所示。当环境温度为265 K时,结冰前后速度值变化不大。此时,低速区主要集中在-0.01～0.0 025 mm,这与图9(a),(b)所展现的马赫云图分布一致。但当环境温度为276 K时,叶型出口处的最低速度值下降了约80%,低速区范围扩大了40%。同时,当环境温度为276 K时,结冰后叶型尾部低速区两侧的气流速度明显高于结冰前,可能是由于结冰导致的气流分离加剧,涡流流速增加,掺混主流后造成的。此外,结冰后尾流低速区中部存在一个速度值先增大后减小的过程,而结冰前却没有这个过程,这主要是叶型前缘结冰,使得尾部分离区沿弦向扩大,分离区中两个方向不同的分离涡在出口处共同作用而导致的气流速度值增大。综上,结冰会明显增大叶型出口速度不均匀性分析。

结冰前后叶型出口处,即x=0.06 mm处气流速度大小分布如图10所示。当环境温度为265 K时,结冰前后速度值变化不大。此时,低速区主要集中在-0.01～0.0 025 mm,这与图9(a),(b)所展现的马赫云图分布一致。但当环境温度为276 K时,叶型出口处的最低速度值下降了约80%,低速区范围扩大了40%。同时,当环境温度为276 K时,结冰后叶型尾部低速区两侧的气流速度明显高于结冰前,可能是由于结冰导致的气流分离加剧,涡流流速增加,掺混主流后造成的。此外,结冰后尾流低速区中部存在一个速度值先增大后减小的过程,而结冰前却没有这个过程,这主要是叶型前缘结冰,使得尾部分离区沿弦向扩大,分离区中两个方向不同的分离涡在出口处共同作用而导致的气流速度值增大。综上,结冰会明显增大叶型出口速度不均匀性分析。3.3.3 结冰前后总压损失系数分析

【参考文献】：
期刊论文
[1]绕轴旋转翼型结冰分布的结冰风洞试验研究[J]. 李岩,王绍龙,冯放,郭文峰,田川公太朗.  哈尔滨工程大学学报. 2017(04)
[2]机翼三维结冰数值模拟[J]. 张丽芬,刘振侠,胡剑平.  航空计算技术. 2013(01)
[3]三维机翼结冰外形生成及流场分析[J]. 李寒清,陈杰,孙刚.  复旦学报(自然科学版). 2011(06)

硕士论文
[1]航空发动机进口支板及整流帽罩水滴撞击特性的计算分析[D]. 赵秋月.上海交通大学 2011



本文编号：3127080