发动机进气帽罩防冰热载荷的数值模拟研究

刘华，郭文，杨军，娄德仓

发动机进气帽罩防冰热载荷的数值模拟研究

刘华，郭文，杨军，娄德仓

(中国燃气涡轮研究院，四川成都610500)

对某发动机进气帽罩防冰热载荷的计算方法进行研究。利用FLUENT软件对帽罩周围的流场进行模拟，同时采用FLUENT中的离散相模型计算帽罩周围的水滴运动轨迹，得到帽罩表面的水滴撞击效率；利用数值计算结果及流动换热经验关系式分析帽罩表面的各项热流，获得该发动机帽罩的防冰热载荷。计算中还比较了不同湍流模型对防冰热载荷的影响。

帽罩；局部撞击效率；防冰热载荷；湍流模型；数值模拟

1 引言

飞机在结冰气象条件下飞行时，许多部件(如机翼、尾翼的前缘，风挡玻璃，进气道前缘及发动机进气部件(支撑、整流罩等))都会积冰，另外暴露在飞机外部的测量传感器(如皮托管、测高度的传感头及测温度的传感头等)也会积冰。这些部件的积冰，会影响飞机的安全飞行[1]。

由飞机结冰问题而引发的飞行事故屡次发生，给生命和财产造成巨大损失。国外早在上世纪30～40年代就已开始重视防冰问题，并取得长足进展。目前，国外已开发出多种结冰计算软件(如美国NASA的LEWICE、加拿大的FENSAP-ICE、法国ONERA的积冰模拟软件等)[2]，建立了一些大型的冰风洞[3]。西方一些航空发达国家在上世纪70年代就拥有了较为完备的防冰系统设计体系，对发动机防冰能力提出了明确要求：不论发动机是否设计了防冰系统，都必须通过特定结冰环境下的防冰能力考核验证。……