周莉，徐浩军，杨哲，蔡军

（1.空军工程大学工程学院，陕西西安 710038；2.中国人民解放军驻陕飞公司军代表室，陕西汉中 723213）

引言

飞机穿越含有过冷水滴的云层时，机体碰撞过冷水滴后会在其部件表面出现结冰。对于机翼来说，水滴易撞击在翼剖面的前缘，使得机翼前缘结冰现象较为普遍，因此，出现了大量关于机翼前缘结冰过程及其对飞机性能影响的研究文献［1-3］。但当过冷水滴的尺寸超出FAR25附录C所给的2～50 μm结冰包线范围时，在机翼上表面防冰区域后部会形成突起的展向冰脊，造成飞机气动性能恶化，严重时甚至会引发飞行事故。

近几年来，国外对大尺度过冷水滴的碰撞特性以及冰脊的形成进行了一系列试验与数值模拟研究。Tan等［4］通过风洞试验研究了大尺度过冷水滴的碰撞、喷溅和分裂特性，为带冰脊翼型气动特性的分析奠定了基础。Raimund等［5］采用欧拉法对大尺度过冷水滴的碰撞特性进行了数值模拟，所得收集效率的分布与试验结果吻合较好。此外，Lee等［6］和Pan等［7］分别运用试验手段以及雷诺数平均的N-S方程研究了展向冰脊对翼型气动特性的影响，使人们对冰脊危害的认识不断深入。相比之下，国内关于冰脊的研究工作开展得较少，仅文献［8］对冰脊高度和弦向位置对气动特性的影响进行了仿真，但所计算的迎角范围较小，没有充分给出带冰脊翼型的失速特性，也没有考虑冰脊几何形状以及雷诺数对翼型性能的影响。针对冰脊对翼型气动的危害以及前期研究的不足，本文采用数值模拟方法，系统研究了不同冰脊几何形状、弦向位置、冰脊高度以及不同雷诺数对翼型气动性能的影响。……