毛晓东，卜雪琴，赵国昌，王建明

(1.沈阳航空航天大学 航空航天工程学部(院)，沈阳 110136； 2.北京航空航天大学 航空科学与工程学院，北京 100191)



基于UDS框架的水滴撞击特性数值计算方法

毛晓东1，卜雪琴2，赵国昌1，王建明1

(1.沈阳航空航天大学 航空航天工程学部(院)，沈阳 110136； 2.北京航空航天大学 航空科学与工程学院，北京 100191)

摘要：为了预测二维/三维复杂表面在可压/不可压流动状态下的水滴撞击特性，提出了一种基于UDS框架的水滴撞击特性数值计算方法。水滴相和空气相认为单向耦合，空气相流场由N-S方程预先求得。水滴相控制方程基于FLUENT中UDS输运方程框架，自定义编程迭代求解。为了排除壁面处水滴，给出一种水滴撞击壁面边界条件处理方法。引入具有自适应性的人工数值扩散项以增加计算稳定性，避免局部水滴容积分数异常大导致解的奇异。验证计算了二维圆柱和三维球面，通过与公开文献中试验数据的对比，证明了本文计算方法的准确性和有效性，能很好的解决复杂表面在各种流动状态下的水滴撞击特性预测。

关键词：UDS框架；水滴撞击；结冰；二相流；数值计算

当飞机在某些特殊的气象条件下飞行时，飞机表面以及航空发动机相关部件表面，均有可能发生结冰现象。结冰将改变飞机绕流流场以及发动机进气道流场特性，影响飞机的操纵性和稳定性以及发动机正常工作特性，危害飞行安全。如果冰层脱落并吸入发动机进气道，可能直接导致发动机停机，最终发生机毁人亡的严重事故[1]。……