【摘 要】
：
水滴碰撞普遍存在于冰风洞内喷嘴喷雾的过程中，会影响喷雾的水滴尺寸与速度分布，为了了解水滴的碰撞特性，针对双水滴的正碰过程进行了数值模型的建立与计算，通过VOF (Volume of Fluid)方法对水滴碰撞过程中气液界面进行捕捉，并采用具有高精度的CICSAM方案对体积分数进行离散，同时结合微小时间步长达到了快速，准确地计算收敛。通过对等直径与不等直径双水滴正碰现象的计算，得到了不同韦伯数下水滴
【机 构】
：
北京航空航天大学航空科学与工程学院,北京海淀区100191 金航数码科技有限责任公司,北京市朝阳区
论文部分内容阅读
水滴碰撞普遍存在于冰风洞内喷嘴喷雾的过程中，会影响喷雾的水滴尺寸与速度分布，为了了解水滴的碰撞特性，针对双水滴的正碰过程进行了数值模型的建立与计算，通过VOF (Volume of Fluid)方法对水滴碰撞过程中气液界面进行捕捉，并采用具有高精度的CICSAM方案对体积分数进行离散，同时结合微小时间步长达到了快速，准确地计算收敛。通过对等直径与不等直径双水滴正碰现象的计算，得到了不同韦伯数下水滴正碰的形态变化过程，并与Ashgriz等实验结果进行了对比，验证了计算方法的正确性，并对同韦伯数下，改变水滴初始运动状态后对水滴碰撞过程的影响进行了研究。
其他文献
在轨服役期满航天器高速陨落再入大气层，在高超声速气动加热作用下将发生金属材料变形软化/失效和复合材料热解/烧蚀，解体成碎片或残留舱体。三维有限元传热模型为金属熔融和复合材料烧蚀模拟提供所需的温度条件。本文采用四节点四面体单元对空间进行离散，依据泛函理论，将传热控制方程离散为代数方程组；利用有限单元法总体合成得到刚度矩阵具有对称正定性、高度稀疏性、非零元素分布的规则性，应用一维变带宽压缩存贮技术，有
为深入研究碳氢燃料在主动再生冷却过程中的对流换热特性，选用了加热圆管及物性与冲压发动机燃料接近的正十烷，推导并给出了求解层流情形下的常微分方程组，考虑了正十烷物性随温度的变化。
本文实验研究了以硅片为基底材料制备的周期结构、非周期结构疏(亲)水表面上单个10μL水滴的低温冻结过程，以及在自然对流条件下不同结构表面的抑霜特性。对于不同疏水表面在恒温下(0℃、-3℃)的水滴冻结实验，得出一级微米硅柱和二级黑硅的防覆冰特性最佳；对于不同疏(亲)水表面在变壁面温度(0℃～-12℃)的水滴冻结实验，得出一级微米硅柱和纳米结构开始冻结时间最晚，且微米硅柱表面的总厚度变形最小；对于不同
飞机前缘结冰使得失速提前,相应进场速度提高从而恶化其场域特性.本文通过风洞试验研究了不同防冰方案对某民机失速特性的影响.结果 表明,前缘结冰越靠近内侧对飞机气动特性影响越大,1#缝翼使得失速提前4.5°,最大升力系数下降近0.4；2#缝翼结冰使得最大升力系数下降约0.14,失速提前约1.5°；3#缝翼结冰使得最大升力系数下降约0.1,失速提前约0.5°.
民机结冰后的失速特性的优劣关系到适航取证.本文通过风洞试验研究了某民机主翼前缘对民机失速特性的影响.结果 表明,优化后的B型(缝道搭接量OL=0,缝道宽度Gap=1％)带冰后最大升力系数下降0.15,A型(缝道搭接量OL=-1.3％,缝道宽度Gap=1.9％)带冰后最大升力系数下降近0.25.
水滴结冰是一种复杂的相变传热传质现象，广泛存在于航空航天、风机叶片、电缆、热交换器和其他基础设施中。结冰会降低系统效能，增加维护和监测费用，提高安全隐患。本论文采用实验的方法对多个水滴在冰层上连续结冰的过程进行了的研究，并记录了生成的冰锥的融化过程。关键词 感受性；后掠平板；壁面局部粗糙
针对过冷水滴结冰的凝固过程，基于示差扫描量热法，研究了过冷水滴的液/固相变热力学特性及相变动力行为，分析了冷却速度及异相形核条件对结晶凝固特性的影响规律；基于结冰风洞实验开展了不同温度条件下结冰的微结构特征研究。研究表明，结冰温度及冷却速率是影响过冷水滴结晶速率、相变动力学特性及其凝固组织特征的重要因素。
在光滑铝表面上进行不同温度水滴的碰撞-飞溅实验，考虑的因素包括液滴温度、速度和碰撞角度。实验发现液滴撞击光滑铝表面上未出现明显的飞溅现象；液滴速度和碰撞角度对碰撞结果影响较大；液滴温度对碰撞结果的有一定影响，但其影响依赖于碰撞速度的大小。
过冷大水滴(简称SLD)结冰严重危害飞行安全，而目前缺乏精确预测与有效防护手段，这种现状给飞机的飞行安全带来隐患，并将直接影响到飞机适航许可证的取得。本文系统阐述了飞机SLD结冰的基本概念，分析了SLD结冰过程中动力学、热力学等不同物理过程的主要影响因素，以及不同物理过程之间的相互影响与耦合关系，在此基础上总结了SLD结冰与常规水滴结冰的典型区别，分别从基础研究和重大工程应用的层面阐述了开展SLD
从过冷大水滴动力学效应、相变传热传质特性、冰形结构等方面，概述了大水滴结冰区别于小水滴结冰的显著特点，并结合国内外大水滴结冰试验的现状，指出了试验面临的诸多挑战。针对存在的不足和问题，系统分析总结了大水滴结冰风洞试验的关键技术，主要包括：(1)风洞内云雾参数的高精度计算和试验的精确模拟；(2)考虑大水滴撞击伴随反弹、变形、破碎等典型动力学行为，以及过冷水溢流效应和由此产生的结冰相变时间特征量的工程