飞机结冰是指飞机在飞行过程中,机翼、发动机进气口等某些迎风部位聚集冰层的现象。飞机结冰将会引发升力下降、阻力增加、操纵面失效等现象。飞机结冰已成为影响飞机飞行的主要因素之一,严重影响到民用飞机的安全性,因此研究用飞机结冰的气动问题对民用飞机设计具有重要的应用价值。本文首先在以机翼外形为主导的简化模型下模拟不同条件下的二维冰型的增长,在各种结冰条件中融入物体外形边界函数,获得二维结冰模型。然后利用NURBS样条曲线来逼近现有的实验数据以简化模型。最后在已获得的二维模型基础上根据医学影像技术进行了三维冰型建模的研究,提出一种具有反馈机制的速度函数,以此作为不同截面上冰型的变化情况,建立了一种具有展向变化的非周期性三维冰型模型,数值描述的精度较高。网格生成是CFD研究中的重要组成部分,是数值分析和计算的一个重要研究领域。网格是适应计算机使用而发展起来的一种有效的数值分析方法。生成反映结构物理特征和几何特征的自适应网格是应用自适应网格单元法的必要环节。本文对三维非结构化网格的生成算法和网格自适应方法进行了研究,通过编程完成了结冰机翼的非结构化网格的生成。在实际的物理流场,尤其在超声速流场中,往往存在复杂的波系结构和不同的时间、空间尺度,这些尺度的跨度往往很大,能否数值模拟出不同尺度的流动,直接影响到数值模拟结果的好坏。最直接的做法是流场中全部采用最细的网格,使得所有特征尺度的问题都能得到足够的分辨率。但这种做法使得网格数目很大,时间步长很小,计算机的计算时间很长,存储空间要求也非常大,在高维情况下,上述现象更为严重,甚至超出了目前最先进计算机的计算能力。自适应方法的出现在某种程度上解决或缓解了上述问题。本文并利用加入单元体积控制函数和准最佳三角形算法对结冰机翼的非结构化网格进行了基于实体模型几何形状的自适应加密调整,结果表明所生成的网格质量良好,能满足对结冰机翼的气动性能研究。最后本文利用基于Euler方程的流场求解程序对结冰机翼与无冰机翼作了流场计算并分析了气动特性变化。模拟结果显示,结冰对气动性能影响较大。