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基于PLE网络的电加热防冰功率分布优化设计
1
作者 唐海洋 任哲钒 +2 位作者 陈宁立 易贤 陈志勇 《航空学报》 北大核心 2026年第2期63-77,共15页
电加热防冰系统是防止飞机结冰,保障飞行安全的关键技术之一,其防冰效率直接受加热元件的功率影响。开展电加热防冰系统优化设计的相关研究,对降低防冰系统能耗,提高系统的安全性具有重要意义。针对传统功率分布优化设计中,需多次计算... 电加热防冰系统是防止飞机结冰,保障飞行安全的关键技术之一,其防冰效率直接受加热元件的功率影响。开展电加热防冰系统优化设计的相关研究,对降低防冰系统能耗,提高系统的安全性具有重要意义。针对传统功率分布优化设计中,需多次计算稳态结冰、水膜和温度分布数据,导致耗时长、优化效率低等问题,提出基于改进渐进分层提取(PLE)网络的电加热防冰功率分布优化设计方法,利用多任务的联合学习能力,提高深度学习模型的预测精度。该方法采用本征正交分解对数值计算得到的机翼表面水膜、结冰和温度分布数据进行降维,以功率分布参数作为输入,降维后的模态拟合系数作为输出,以改进的渐进分层提取多任务网络为基础,构建多任务学习模型。该模型对门控网络进行改进,显式添加独有任务专家信息,并在共享专家输出端引入注意力机制,增强模型对特定信息的提取能力。实验结果表明,改进的多任务学习模型在水膜、结冰和温度分布的预测任务中均表现出较高的准确度,在测试集上的均方根误差分别为0.0458、0.0848和0.7149。结合遗传算法对电加热防冰系统功率分布进行单目标优化设计,以最小化总功率为目标,设定约束条件求解出较优的功率分布,与基准结果相比能耗下降约34.3%。数值计算验证结果表明,优化后的功率分布能在降低能耗的同时满足防冰要求。 展开更多
关键词 电加热防冰系统 机翼 优化设计 改进PLE网络 本征正交分解
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航空发动机短舱唇口结冰特性
2
作者 李聪 易贤 +2 位作者 陈宁立 罗英杰 刘森云 《实验流体力学》 北大核心 2026年第1期45-55,共11页
航空发动机短舱唇口结冰危害发动机安全。短舱唇口表面的结冰规律研究,可为短舱结冰危害性分析及防护设计提供依据。本文针对某自主设计的短舱标模,采用数值模拟与结冰风洞试验相结合的方法,系统分析了短舱唇口表面的结冰特性及其影响... 航空发动机短舱唇口结冰危害发动机安全。短舱唇口表面的结冰规律研究,可为短舱结冰危害性分析及防护设计提供依据。本文针对某自主设计的短舱标模,采用数值模拟与结冰风洞试验相结合的方法,系统分析了短舱唇口表面的结冰特性及其影响因素。研究发现:进气流量增大和来流风速减小会使唇口实际气流迎角减小,进而导致唇口内表面结冰覆盖范围缩小、外表面结冰覆盖范围扩大;随着来流温度和水滴直径的降低,短舱内外表面的结冰覆盖范围均趋于缩小;冰厚随温度降低而增加,随水滴直径减小而减小,其中水滴直径对冰厚的影响相对较小。此外,基于不同参数对平均冰厚的敏感性分析表明,水滴直径对短舱唇口结冰的影响最为显著,其次依次为进气流量、来流风速和来流温度。本研究成果可为航空发动机短舱进气道的结冰机理研究及防除冰设计提供理论支持。 展开更多
关键词 航空发动机 短舱唇口 结冰 数值模拟 风洞试验
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大型飞机全尺寸多段翼结冰特性计算和试验
3
作者 易贤 任靖豪 +2 位作者 赖庆仁 刘宇 王强 《航空学报》 北大核心 2025年第5期193-204,共12页
采用数值模拟和大型结冰风洞试验相结合的方法,开展了典型大飞机全尺寸三段翼的结冰特性研究。基于结冰数值计算软件NNW-ICE发展了适合于多段翼结冰模拟的计算方法,包括液滴收集计算的高效拉格朗日算法,考虑液膜非定常流动特性的结冰相... 采用数值模拟和大型结冰风洞试验相结合的方法,开展了典型大飞机全尺寸三段翼的结冰特性研究。基于结冰数值计算软件NNW-ICE发展了适合于多段翼结冰模拟的计算方法,包括液滴收集计算的高效拉格朗日算法,考虑液膜非定常流动特性的结冰相变计算方法,适合于多时间步结冰计算的结冰界面、网格重构方法。在此基础上,采用NNW-ICE进行了典型状态下三段翼结冰计算,并在中国空气动力研究与发展中心的3 m×2 m大型结冰风洞开展了该翼型的全尺寸试验,重点分析了缝翼背面的结冰特性。结果表明,除了缝翼、主翼的迎风面前缘,襟翼的下翼面有结冰,缝翼背面也会结冰。研究发现了缝翼背面冰形会表现出独特的双冰脊形态,并通过计算分析,揭示了双冰脊现象形成的原因,可为飞机增升装置、防除冰设计提供参考。 展开更多
关键词 多段翼 结冰模拟 结冰风洞试验 水收集特性 冰形
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数字试验测试验证标准体系 被引量：5
4
作者 陶飞 马昕 +31 位作者 张辰源 易航 刘蔚然 魏宇鹏 邹孝付 王子同 任羿 陶岚 葛军 丁露 卓兰 韩丽 弓志强 谭永华 郄永军 周文 李建双 杨春霞 许鸿杰 蔺文杰 刘广 孙波 李海旭 阎德劲 李少伟 罗谦 王敬贤 罗英 尚政国 刘志新 易贤 张文丰 《计算机集成制造系统》 北大核心 2025年第1期1-19,共19页
数字试验测试验证(Digital Experiment,Testing,and Validation,D-ETV)是利用“数力”和“智力”更好地了解产品或系统基本属性和性能特征的方法,是实现高质高效研制运维的重要支撑手段。然而,在物理试验测试验证(Physical Experiment,T... 数字试验测试验证(Digital Experiment,Testing,and Validation,D-ETV)是利用“数力”和“智力”更好地了解产品或系统基本属性和性能特征的方法,是实现高质高效研制运维的重要支撑手段。然而,在物理试验测试验证(Physical Experiment,Testing,and Validation,P-ETV)向D-ETV演化的过程中,因缺乏基础共性标准参考,导致不同人员对D-ETV的理解与认识存在差异;因缺乏关键技术标准参考,导致D-ETV实现难;因缺乏通用支撑、安全、行业应用等标准参考,导致D-ETV实施难。针对上述问题,首先从D-ETV有何用、如何用、何处用3个角度对D-ETV标准需求进行分析。在作者团队前期提出的D-ETV通用流程“D”模型及关键技术基础上,进一步建立并完善“析-定-建-测-评-融”D-ETV理论体系。面向航空航天、工程机械、船舶、电子信息、汽车等领域的国家重大需求,与相关研究院所和企业共同尝试探索建立一套D-ETV标准体系,包括基础共性、关键技术、通用支撑、安全和行业应用5类标准。期望相关工作为D-ETV理论研究、标准研制、行业应用提供参考,助力我国试验测试验证向数字化、智能化、服务化方向发展,进而为我国装备高质量发展提供支撑。 展开更多
关键词 数字试验测试验证 标准体系 数字试验 数字测试 数字验证 数字鉴定
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基于卷积时序网络的防冰翼面瞬态温度场预测
5
作者 陈志勇 杨先凤 +2 位作者 陈宁立 易贤 彭博 《空气动力学学报》 北大核心 2025年第12期99-108,I0002,共11页
电加热防冰是防止飞机机翼结冰的关键技术之一,快速准确预测防冰翼面瞬态温度场对电加热系统的优化设计具有重要意义。为实现对防冰翼面瞬态温度场的快速预测,缩短电加热防冰系统优化设计周期,提出了一种结合本征正交分解(proper orthog... 电加热防冰是防止飞机机翼结冰的关键技术之一,快速准确预测防冰翼面瞬态温度场对电加热系统的优化设计具有重要意义。为实现对防冰翼面瞬态温度场的快速预测,缩短电加热防冰系统优化设计周期,提出了一种结合本征正交分解(proper orthogonal decomposition, POD)和卷积时序网络的预测方法。该方法首先利用POD对温度数据做降维处理,随后以工作条件参数作为输入,使用降维后的模态时间系数作为输出,构建了基于一维卷积和时间卷积的卷积时序网络,并且引入多头注意力机制突出关键特征,最后使用样本准确率来评估模型对瞬态温度场预测的准确性。此外,为探究模型超参数对预测性能的影响,设置消融试验验证了提出的网络结构的有效性。结果表明,所提出的网络模型对防冰翼面瞬态温度场的预测具有较高的准确性,在测试集上的预测精度达94.4%。 展开更多
关键词 温度场预测 防冰翼面 本征正交分解 卷积时序网络 卷积神经网络 时间卷积网络 多头注意力机制
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传感器结冰特性及其影响规律试验研究
6
作者 丁亮 胡站伟 +2 位作者 郭向东 石雅楠 易贤 《北京航空航天大学学报》 北大核心 2025年第1期152-160,共9页
结冰探测是飞机结冰防护系统运行的前提和依据,是结冰防护面临的首要问题。目前,针对探针结冰过程的研究缺乏实测数据,相关规律尚待验证。为更准确地模拟飞机遭遇的真实结冰环境,利用大型结冰风洞开展传感器结冰特性试验研究。采用探针... 结冰探测是飞机结冰防护系统运行的前提和依据,是结冰防护面临的首要问题。目前,针对探针结冰过程的研究缺乏实测数据,相关规律尚待验证。为更准确地模拟飞机遭遇的真实结冰环境,利用大型结冰风洞开展传感器结冰特性试验研究。采用探针阵列分布和冰形可重复性验证相结合的试验方法,通过在线实拍图像、实测结冰外形与结冰质量等数据,直观、定量地揭示探针表面水滴撞击的细节特征及变化规律。结果表明:探针圆柱表面的水收集系数沿轴向先增大后减小,存在极值点,且该点高度会随壁面边界层的发展逐步上升,变化量级处于2~30 mm之间;此外,各探针位置面对来流参数变化的敏感程度不同,结冰质量较大且对迎角变化敏感度较低的点,将具备更好的探测效果。实测数据与分析结果可为传感器探针的精确设计提供依据。 展开更多
关键词 结冰探测 液滴撞击 结冰特性 冰风洞 边界层
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冰黏附力受温度及盐度影响研究
7
作者 邓光洲 胡站伟 +2 位作者 李明 易贤 马乙楗 《航空动力学报》 北大核心 2025年第6期180-189,共10页
温度、盐度是影响冰黏附力的关键因素。利用可编程式高低温实验机,在不同温度、盐度下制静态淡水冰、含盐冰,并测量冰切向黏附力,对冰切向黏附力受温度影响的变化趋势、受盐度影响的原因进行了研究。结果表明:两种冰样的前期结冰黏附过... 温度、盐度是影响冰黏附力的关键因素。利用可编程式高低温实验机,在不同温度、盐度下制静态淡水冰、含盐冰,并测量冰切向黏附力,对冰切向黏附力受温度影响的变化趋势、受盐度影响的原因进行了研究。结果表明:两种冰样的前期结冰黏附过程中,冰-基界面“类液层”起决定性作用。淡水冰在0~-11℃温度范围内,冰切向黏附力随温度降低线性增加,到达-11℃的温度临界值后,其增加速度随温度降低逐渐递减,并在-20℃后基本保持平稳。盐水冰-基界面形成有效黏附所需温度更低,切向黏附力较淡水冰更小,在1%~2.5%盐度的含盐区间内,冰切向黏附力主要受界面“冰盐”分布影响。结果为研究不同环境,特别是海洋低温条件下的结冰机理和防除冰方法研究提供了参考。 展开更多
关键词 黏附力 淡水冰 含盐冰 类液层 冰盐
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高空冰晶云雾微物理特性及探测方法研究进展
8
作者 马乙楗 柴得林 +2 位作者 易贤 王强 王娴 《航空动力学报》 北大核心 2025年第9期182-200,共19页
冰晶进入航空发动机导致发动机结冰是危害飞行安全的重要因素。针对冰晶结冰研究过程中,影响结冰过程的关键高空云雾微物理特性参数及冰晶探测方法的系统性总结还比较少见。为了掌握国内外高空冰晶云雾微物理特性的研究情况,作者通过文... 冰晶进入航空发动机导致发动机结冰是危害飞行安全的重要因素。针对冰晶结冰研究过程中,影响结冰过程的关键高空云雾微物理特性参数及冰晶探测方法的系统性总结还比较少见。为了掌握国内外高空冰晶云雾微物理特性的研究情况,作者通过文献调研,总结了当前国内外对高空大气云层中的冰晶形状分类、冰晶尺寸、总水含量(TWC)及其探测方法的研究现状;并分类总结了冰晶形状和尺寸随云层类型、海拔高度、环境温度的分布特性与变化规律,以及TWC随云层海拔高度、环境温度、暴露长度等因素的变化规律。研究结果表明:冰晶形状会受到云层类型影响,冰晶的粒径(最大尺度)和冰晶的形状密切相关,云层中的TWC会随着云暴露长度、海拔高度和环境温度变化。在此基础上,结合高空冰晶探测技术的特点,归纳了高空冰晶云雾微物理特性研究和探测技术发展面临的挑战,主要表现在冰晶粒子实时观测和分类困难,环境因素影响及地理适用性限制,试验所需冰晶粒子的获取困难,探测技术手段的限制等方面。 展开更多
关键词 高空冰晶云雾 微物理特性 冰晶形状 冰晶尺寸 总水含量(TWC) 探测方法
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基于多模态融合的结冰风洞云雾参数辨识方法
9
作者 谢腾 熊浩 +1 位作者 彭博 易贤 《实验流体力学》 北大核心 2025年第2期102-109,共8页
结冰风洞云雾场校测通常存在仪器依赖度高的问题。针对该问题,提出了一种基于多模态融合的结冰风洞云雾参数辨识方法,该方法以试验模型结冰图像及迎角、来流速度、来流温度、结冰时长等参数作为输入,提取并融合两者特征参数,以液态水含... 结冰风洞云雾场校测通常存在仪器依赖度高的问题。针对该问题,提出了一种基于多模态融合的结冰风洞云雾参数辨识方法,该方法以试验模型结冰图像及迎角、来流速度、来流温度、结冰时长等参数作为输入,提取并融合两者特征参数,以液态水含量和水滴平均体积直径作为输出训练神经网络模型,进而实现对结冰风洞云雾参数的快速辨识。为验证该方法的有效性和可行性,以NACA0012标准翼型为研究对象,开发了结冰风洞云雾参数辨识程序,分析了融合比例的影响,获得了适用于结冰风洞云雾参数辨识的最佳网络模型。在此基础上,开展了仿真和试验评估,结果表明:所提出的方法对液态水含量和水滴平均体积直径的辨识满度误差均小于12%,具有较高的辨识精度与良好的泛化性能,可为结冰风洞云雾参数辨识提供补充。 展开更多
关键词 结冰风洞 云雾场测量 结冰工况 结冰图像 多模态融合 参数辨识
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翼型积冰的数值模拟 被引量：53
10
作者 易贤 朱国林 +1 位作者 王开春 李树民 《空气动力学学报》 CSCD 北大核心 2002年第4期428-433,共6页
本文采用计算流体力学的方法对NACA0012翼型前沿的Rimeice积冰进行了预测。在流场计算中,用有限体积(FV)法对二维定常不可压粘流的时均N-S方程进行离散求解;采用四阶龙戈-库塔(RK)法求解水滴运动方程;假定水滴在与翼型相碰撞的点处完全... 本文采用计算流体力学的方法对NACA0012翼型前沿的Rimeice积冰进行了预测。在流场计算中,用有限体积(FV)法对二维定常不可压粘流的时均N-S方程进行离散求解;采用四阶龙戈-库塔(RK)法求解水滴运动方程;假定水滴在与翼型相碰撞的点处完全凝结,并且冰沿着与当地翼型表面法向一致的方向增长,以此来预测积冰的形状。文中同时对迎角为4°时结冰翼型的气动特性进行了分析。 展开更多
关键词 数值模拟 N-S方程 飞机 积水现象 翼型 水滴轨迹
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飞机结冰冰形测量方法研究进展 被引量：27
11
作者 易贤 王斌 +1 位作者 李伟斌 郭龙 《航空学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第2期13-24,共12页
不同气象环境下飞机部件的结冰外形是飞机结冰研究不可缺少的内容,它对开展结冰气动分析、结冰防护设计、结冰飞行操作和结冰适航取证等研究具有重要意义。结合国内外冰形测量技术发展现状,从接触测量方法和非接触测量方法两个方面分别... 不同气象环境下飞机部件的结冰外形是飞机结冰研究不可缺少的内容,它对开展结冰气动分析、结冰防护设计、结冰飞行操作和结冰适航取证等研究具有重要意义。结合国内外冰形测量技术发展现状,从接触测量方法和非接触测量方法两个方面分别介绍了现有冰形测量技术的操作流程及测量原理,系统分析总结了各自存在的优缺点。在此基础上,结合飞机结冰和结冰风洞试验的特点,归纳了冰形测量技术下一步发展面临的挑战,包括全类型结冰的精确测量、结冰全貌三维测量和结冰生长过程实时测量等,同时,从基础测量手段与数值计算融合发展的角度,展望了冰形测量方法未来的发展趋势。 展开更多
关键词 飞机结冰 结冰风洞 冰形测量 接触测量 非接触测量
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水平轴风力机结冰及其影响计算分析 被引量：27
12
作者 易贤 王开春 +1 位作者 马洪林 朱国林 《太阳能学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第6期1052-1058,共7页
针对过冷水滴在风力机表面撞击结冰现象,建立适合于计算水平轴风力机结冰过程的三维数值方法。该方法包括计算空气流场的多参考坐标系(MRF)方法、结冰面水滴收集率计算的欧拉方法以及结冰的三维模型及其相应的数值求解算法3部分。采用... 针对过冷水滴在风力机表面撞击结冰现象,建立适合于计算水平轴风力机结冰过程的三维数值方法。该方法包括计算空气流场的多参考坐标系(MRF)方法、结冰面水滴收集率计算的欧拉方法以及结冰的三维模型及其相应的数值求解算法3部分。采用该方法对某1.5 MW级水平轴风力机结冰进行计算,总结结冰的基本特征,分析结冰对风力机气动特性的影响。研究表明:冰主要结在叶片前缘,从叶尖到叶根,冰越来越薄;轮毂、叶片根部及其附近区域、结冰很微弱,可忽略;在叶尖结明冰的条件下,随着展向位置向叶根移动,冰的外形会逐渐趋向规则,明冰向霜冰转变;结冰对叶片根部附近的压力载荷分布影响不大,但对叶尖附近区域的载荷改变明显。 展开更多
关键词 风力机 结冰 水滴收集率 结冰模型 气动特性 数值计算
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结冰面水滴收集率欧拉计算方法研究及应用 被引量：31
13
作者 易贤 王开春 +1 位作者 桂业伟 朱国林 《空气动力学学报》 EI CSCD 北大核心 2010年第5期596-601,608,共7页
发展了一套用欧拉法计算飞机结冰表面水滴收集率的算法。先用CFD方法计算空气场,在获得空气流场分布的基础上,求解水滴相控制方程,进而得到水滴收集率。空气相控制方程和水滴相控制方程均写成典型输运方程的形式,采用一致的有限体积法... 发展了一套用欧拉法计算飞机结冰表面水滴收集率的算法。先用CFD方法计算空气场,在获得空气流场分布的基础上,求解水滴相控制方程,进而得到水滴收集率。空气相控制方程和水滴相控制方程均写成典型输运方程的形式,采用一致的有限体积法离散求解,方便了计算程序的编制。计算了典型条件下圆柱和NACA0012翼型的水滴收集率,得到了与实验或文献一致的结果,初步表明本文发展的有限体积算法以及相应的计算代码是有效的。最后给出了本文方法在三维复杂外形水滴收集率计算中的应用,对三段翼、T型尾翼的水滴收集率进行了计算,获得了相应的分布规律。 展开更多
关键词 飞机结冰 水滴收集率 欧拉方法 有限体积法 数值计算
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飞机三维结冰模型及其数值求解方法 被引量：46
14
作者 易贤 桂业伟 朱国林 《航空学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2010年第11期2152-2158,共7页
对飞机结冰外形进行纯三维数值模拟,是目前飞机结冰预测中的一大难点。为了建立三维结冰数值模拟方法,基于Messinger的二维结冰模型,提出了一种考虑液态水溢流效应的三维结冰计算模型,并针对该模型建立了表面单元内溢流水流动的分配方... 对飞机结冰外形进行纯三维数值模拟,是目前飞机结冰预测中的一大难点。为了建立三维结冰数值模拟方法,基于Messinger的二维结冰模型,提出了一种考虑液态水溢流效应的三维结冰计算模型,并针对该模型建立了表面单元内溢流水流动的分配方案、发展了相应的迭代求解方法。采用本文方法对MS-317后掠翼结冰进行了计算,并与实验和Lewice3D的计算结果进行了对比。研究结果显示:本文方法具有较好的收敛性,计算的霜冰和明冰外形均与Lewice3D计算的冰形一致;对于霜冰和结冰时间较短的明冰,本文计算的冰形与实验吻合较好;对于结冰时间较长的明冰,本文计算的冰形与实验对比还有一定差异,但冰生长的总体趋势和大致体积与实验一致。同时,对比了MS-317无后掠翼与有后掠翼结明冰的外形,发现机翼后掠导致的三维溢流效应对结冰外形有明显影响,因此,对于三维结冰分析,如果用二维截面的结果来代替三维结果,其合理性还需验证。 展开更多
关键词 飞机结冰 三维结冰模型 溢流水 水滴收集率 欧拉法 数值计算
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运输机翼型结冰的计算和实验 被引量：17
15
作者 易贤 桂业伟 +1 位作者 朱国林 杜雁霞 《航空动力学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第4期808-813,共6页
采用数值计算和结冰风洞实验相结合的手段,对某运输机机翼剖面缩比翼型的结冰特性进行了研究.结冰实验在气动中心0.3m×0.2m结冰风洞中进行,实验模型为弦长0.18m的层流翼型.翼型的绕流流场通过求解低速黏流的时均Navier-Stokes(N-S... 采用数值计算和结冰风洞实验相结合的手段,对某运输机机翼剖面缩比翼型的结冰特性进行了研究.结冰实验在气动中心0.3m×0.2m结冰风洞中进行,实验模型为弦长0.18m的层流翼型.翼型的绕流流场通过求解低速黏流的时均Navier-Stokes(N-S)方程得到,采用拉格朗日法计算水滴撞击特性,在此基础上,求解结冰热力学模型,获得结冰外形.对计算和实验结果进行了对比分析,发现虽然局部冰形轮廓还存在差异,但计算和实验得到的冰形在结冰极限、冰形体积和主要特征等方面基本一致.研究显示:在结冰的初始阶段,翼型前缘的冰形较规则,随着结冰时间的增加,冰形逐渐变得不规则;翼型下表面冰体前部为明冰,冰体后部、尤其是结冰极限附近则呈现典型的霜冰特征;翼型上表面的结冰范围远小于下表面,在结冰极限附近也不再有明显的霜冰. 展开更多
关键词 飞机结冰 结冰风洞 数值模拟 层流翼型 拉格朗日法 水滴收集率
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结冰风洞水滴直径标定方法研究 被引量：14
16
作者 易贤 桂业伟 +2 位作者 杜雁霞 朱国林 李军 《实验流体力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2010年第5期36-41,46,共7页
过冷水滴粒径大小是重要的结冰云雾参数,获知结冰风洞中的水滴直径,是得到定量结冰风洞实验结果的基础。对于结冰风洞内水滴直径单一或者分布比较集中的情况,提出了一种采用数值计算和结冰风洞实验相结合的手段标定水滴直径的方法。该... 过冷水滴粒径大小是重要的结冰云雾参数,获知结冰风洞中的水滴直径,是得到定量结冰风洞实验结果的基础。对于结冰风洞内水滴直径单一或者分布比较集中的情况,提出了一种采用数值计算和结冰风洞实验相结合的手段标定水滴直径的方法。该方法首先采用拉格朗日法数值计算水滴运动轨迹,得到撞击极限随水滴直径变化的关系曲线,在此基础上,进行结冰风洞实验,测量实验得到的水滴撞击极限,通过在撞击极限与水滴直径关系曲线上进行插值,进而得到实验水滴直径大小。采用该方法对0.3m×0.2m结冰风洞内的水滴直径进行了标定,分别计算和测量了25m/s和35m/s两种速度条件下的水滴撞击极限,得到的水滴直径值相差不超过1μm,初步说明该方法的合理性。同时,对于结冰风洞内水滴粒径多尺寸分布的情况,还提出了相应的标定其容积平均直径MVD的方法,该方法在计算水滴收集率的基础上,通过测量驻点处的结冰厚度,实现对MVD的测量。采用本文提出的两种方法进行结冰风洞水滴粒径标定,只需要一般的长度测量工具即可进行,操作方便,成本低廉,克服了常规的水滴直径测量或标定需要专门设备的不足。 展开更多
关键词 飞机结冰 结冰风洞 过冷水滴 水滴直径 撞击极限 拉格朗日法
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大型风力机结冰过程水滴收集率三维计算 被引量：21
17
作者 易贤 王开春 +1 位作者 马洪林 朱国林 《空气动力学学报》 CSCD 北大核心 2013年第6期745-751,共7页
针对过冷水滴在风力机表面撞击结冰现象,建立了适合于大型风力机结冰过程水滴收集率计算的三维数值方法和计算程序。其基本思路为:采用多参考坐标系(MRF)方法计算空气流场,以流场分布的计算结果为基础,求解水滴相的控制方程,进而获得物... 针对过冷水滴在风力机表面撞击结冰现象,建立了适合于大型风力机结冰过程水滴收集率计算的三维数值方法和计算程序。其基本思路为:采用多参考坐标系(MRF)方法计算空气流场,以流场分布的计算结果为基础,求解水滴相的控制方程,进而获得物体表面的水滴收集率。空气相控制方程和水滴相控制方程均写成典型输运方程的形式,采用一致的有限体积法离散求解,方便了计算程序的编制。对某1.5MW级水平轴风力机的水滴收集率进行了计算,获得了不同直径水滴在风力机表面的撞击特征以及水滴收集率在叶片上的分布规律,为进行风力机结冰及其防护研究打下了较好基础。计算表明:(1)轮毂上的水滴收集率极小,在进行结冰分析时,可以忽略轮毂结冰的影响;(2)水滴主要撞击在叶片前缘,且叶尖处收集率远比叶根处高。 展开更多
关键词 风力机 结冰 水滴收集率 气动特性 数值计算
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结冰风洞液滴运动及传质传热特性分析 被引量：14
18
作者 易贤 马洪林 +1 位作者 王开春 朱国林 《四川大学学报（工程科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2012年第S2期132-135,共4页
针对结冰风洞喷雾系统设计和分析的需要,建立了计算液滴运动及传质传热特性的数值方法。该方法将空气流动和水滴运动解耦计算,首先采用计算流体动力学的方法模拟空气流场,在此基础上,用拉格朗日法计算水滴运动轨迹,并根据雷诺比拟计算... 针对结冰风洞喷雾系统设计和分析的需要,建立了计算液滴运动及传质传热特性的数值方法。该方法将空气流动和水滴运动解耦计算,首先采用计算流体动力学的方法模拟空气流场,在此基础上,用拉格朗日法计算水滴运动轨迹,并根据雷诺比拟计算水滴运动过程的传质传热特性。采用本文方法对液滴在3 m×2 m结冰风洞中运动及传热传质过程进行了模拟,分析了导致液滴沉降的原因,总结了影响液滴温度和直径变化的因素,得到了液滴在运动过程中沉降和蒸发的基本规律,为深入开展结冰风洞喷雾特性研究打下了较好基础。 展开更多
关键词 飞机结冰 结冰风洞 传质 传热 数值计算
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结冰风洞液态水含量测量方法研究 被引量：10
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作者 易贤 桂业伟 +1 位作者 肖春华 黄志祥 《科技导报》 CAS CSCD 北大核心 2009年第21期86-90,共5页
液态水含量是影响结冰形状和结冰类型的重要结冰云雾参数。获知结冰风洞中的液态水含量,是得到定量结冰风洞实验结果的基础。本文提出了一种采用数值计算和结冰风洞实验相结合的手段,测量结冰风洞中液态水含量的方法。该方法首先采用拉... 液态水含量是影响结冰形状和结冰类型的重要结冰云雾参数。获知结冰风洞中的液态水含量,是得到定量结冰风洞实验结果的基础。本文提出了一种采用数值计算和结冰风洞实验相结合的手段,测量结冰风洞中液态水含量的方法。该方法首先采用拉格朗日法数值计算水滴运动轨迹,得到物体表面水滴的总收集系数;其次,计算不同液态水含量所对应的结冰质量,建立液态水含量与结冰质量的关系曲线;在此基础上,进行结冰风洞实验,测量实验得到的结冰质量,通过在液态水含量与结冰质量的关系曲线上进行插值,进而得到实验液态水含量的大小。用本文提出的方法进行结冰风洞液态水含量测量,只需一般的质量测量工具即可进行,操作方便,成本低廉,避免了常规的液态水含量测量或标定需要专门设备的不足。采用25和35m/s两种速度条件对0.3m×0.2m结冰风洞的液态水含量进行了测量,两种条件得到的结果一致,相差不超过0.01g/m3,说明本文提出的方法是合理的。研究显示,0.3m×0.2m结冰风洞在开启一个喷嘴时,液态水含量值在0.15g/m3左右。 展开更多
关键词 飞机结冰 结冰风洞 过冷水滴 液态水含量 总收集系数 拉格朗日法
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结冰风洞试验段水滴分布特性分析 被引量：8
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作者 易贤 郭龙 +3 位作者 符澄 张海洋 周志宏 彭强 《实验流体力学》 CAS CSCD 北大核心 2016年第3期1-7,1,共7页
喷雾系统是结冰风洞的主要组成部分,在结冰风洞试验段直接进行不同状态粒子分布特性的测量,会耗费巨大的成本。为此,本文提出一种采用实验测试和数值计算相结合的手段研究结冰风洞试验段水滴分布特性的方法。通过搭建独立的喷雾粒子试... 喷雾系统是结冰风洞的主要组成部分,在结冰风洞试验段直接进行不同状态粒子分布特性的测量,会耗费巨大的成本。为此,本文提出一种采用实验测试和数值计算相结合的手段研究结冰风洞试验段水滴分布特性的方法。通过搭建独立的喷雾粒子试验系统,得到喷嘴出口处的粒子分布特性,在此基础上,采用数值方法计算不同水滴在风洞内的运动及传质传热过程,得到不同水滴蒸发之后的直径,进而获得试验段粒子的分布特性。采用该方法对典型雾化状态下3m×2m结冰风洞试验段粒子分布特性进行了研究,对比了空气湿度的影响。研究发现:(1)喷嘴出口处的初始喷雾粒子与试验段的水滴均保持近似正态的分布,试验段的水滴平均直径(MVD)与初始MVD接近,蒸发不能引起明显的MVD变化;(2)虽然空气湿度越小,水滴蒸发量越大,但湿度为100%时试验段水滴的MVD比湿度为70%时小。研究成果为结冰风洞喷雾系统设计和调试提供了较好的技术基础。 展开更多
关键词 飞机结冰 结冰风洞 喷雾系统 喷嘴 水滴平均直径 传热传质 蒸发
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