航空发动机积冰与脱冰风险预测方法、设备、介质及产品技术

技术编号:41490614 阅读:36 留言:0更新日期:2024-05-30 14:36
本发明专利技术公开的航空发动机积冰与脱冰风险预测方法、设备、介质及产品,涉及航空发动机高空过冷水滴/冰晶结冰与防冰领域。本发明专利技术通过压气机气流‑粒子运动换热耦合计算得到压气机各级轴向计算站关键参数,结合压气机叶片构型受到撞击的表面总水滴/冰晶收集系数作为数据输入,得到冰晶黏附量和侵蚀量,进而基于冰晶黏附量和侵蚀量得到压气机轴向积冰位置、积冰速率,以确定压气机轴向积冰位置的结冰类型,帮助在发动机评估阶段快速筛选结冰严苛点,大幅度减少结冰实验和三维CFD仿真的工作量,减少仿真与试验工作难度;最后,分析各个计算站位积冰表面的积冰速率得到结冰表面多个影响因素间的关系,以确定计算站位是否具有脱冰风险。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及航空发动机高空结冰与防冰领域,特别是涉及一种航空发动机积冰与脱冰风险预测方法、设备、介质及产品


技术介绍

1、飞机和发动机的结冰问题一直是威胁飞行安全的重要因素。对于飞机发动机迎风部件表面来说,其结冰以往主要考虑的是云层中的过冷液态水滴撞击冻结,但随着理论研究深入和实验手段升级,高空过冷大水滴和冰晶撞击造成的飞机和发动机结冰受到广泛关注。尤其是高空冰晶在进入发动机后,因在热环境中运动而部分融化,从而发生黏附或冻结结冰的现象,极易导致发动机出现重大安全故障。

2、要研究压气机结冰现象,首先要对其进行流动与传热分析。从简化程度来说,研究方法可以分为一维性能分析方法、二维流通方法和三维cfd方法。以上各种研究方法都有各自的优缺,不能相互替代。三维cfd方法可以模拟压气机内部的复杂流场,但是需要大量的计算资源。一维性能分析方法与二维通流方法基于无粘性假设推导基本方程。两种方法虽然使用不同的性能预测模型,但是由基本几何参数进行计算,使用方便、计算速度较快。

3、在实际情况下,通过大量实验研究各种结冰工况对压气机性能的影响是不现本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种航空发动机积冰与脱冰风险预测方法,其特征在于,所述方法包括:

2.根据权利要求1所述的航空发动机积冰与脱冰风险预测方法,其特征在于,过冷水以及过冷大水滴的粒子运动换热模型包括水滴阻力系数模型、大水滴破碎模型以及反弹/飞溅模型;其中,过冷大水滴为直径大于50μm的过冷水滴;

3.根据权利要求1所述的航空发动机积冰与脱冰风险预测方法,其特征在于,所述方法还包括:构建冰晶粒子运动换热模型和冰晶阻力系数模型;冰晶粒子运动换热模型和冰晶阻力系数模型的构建过程包括:

4.根据权利要求1所述的航空发动机积冰与脱冰风险预测方法,其特征在于,所述总水滴/冰晶收集...

【技术特征摘要】

1.一种航空发动机积冰与脱冰风险预测方法,其特征在于,所述方法包括:

2.根据权利要求1所述的航空发动机积冰与脱冰风险预测方法,其特征在于,过冷水以及过冷大水滴的粒子运动换热模型包括水滴阻力系数模型、大水滴破碎模型以及反弹/飞溅模型;其中,过冷大水滴为直径大于50μm的过冷水滴;

3.根据权利要求1所述的航空发动机积冰与脱冰风险预测方法,其特征在于,所述方法还包括:构建冰晶粒子运动换热模型和冰晶阻力系数模型;冰晶粒子运动换热模型和冰晶阻力系数模型的构建过程包括:

4.根据权利要求1所述的航空发动机积冰与脱冰风险预测方法,其特征在于,所述总水滴/冰晶收集系数数据库模型的构建过程包括:

5.根据权利要求4所述的航空发动机积冰与脱冰风险预测方法,其特征在于,采用二维cfd方法确定压气机叶片构型在众多结冰工况下受到撞击的表面总水滴/冰晶收集系数,具体包括:

6.根据权利...

【专利技术属性】
技术研发人员:卜雪琴楼燕霞林贵平靳海川郁嘉
申请(专利权)人:北京航空航天大学
类型:发明
国别省市:

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