单孔冲击式帽罩前缘流动换热特性数值分析

侯会文，范顺昌，李 昕，彭 新

（空军驻沈阳地区军事代表局，沈阳110043）

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当飞机飞行穿过存在过冷水滴、冰晶及冻雨和降雪等低温大气云层时，航空发动机的进口部件如进气道前缘和进气部件（支撑板、整流罩等）都会由于温度过低产生积冰现象[1]。当发动机进口端部件实施的防除冰措施不足时，就会结冰。结冰对发动机会产生非常严重的危害：导致发动机进口位置堵塞，减少发动机的进口气流量，甚至导致发动机喘振。因此，航空发动机进口部件的防冰工作非常重要。

航空发动机帽罩防冰目前多采用单孔冲击射流方式。单孔冲击射流是近年来研究较多的1种强化换热技术，是在压差作用下将气体或液体通过一定形状的喷口喷射到对流壁面上，流体直接冲击壁面，边界层很薄，在冲击区能得到非常理想的换热结果。周丽铭等[2]采用数值模拟研究了不同冲击孔径、冲击距离及射流入口雷诺数对冲击表面冷却流动传热特性的影响规律；Guo等[3]进行圆形射流区冲击平板的瞬态传热试验，并与相应的数值模拟结果进行对比；Bu等[4]进行射流冲击机翼前缘凹形壁面传热特性的试验研究；Poitras等[5]针对射流冲击在空腔内的凹面，研究了速度场、凹面压力系数及Nu分布等特征；李志等[6]应用3种不同类型的RNG k-ε湍流模型对单个冲击孔冲击进行数值模拟计算；刘钊等[7]基于SST形式的k-ω湍流模型的数值计算方式对不同孔径下叶片前缘传热和流场分布进行研究；……