徐 弘, 孔维梁, 王福新, 刘 洪

(上海交通大学 航空航天学院, 上海 200240)

0 引 言

自FAR 25部修正案的140号文件发布以来，由过冷大水滴(SLD)引发的异常结冰问题引起了广泛的关注与研究。SLD撞击结冰问题不仅包括传统的铺展、飞溅和溢流等动力学问题[1-7]，还包括复杂的非稳态传热相变问题[8]。已开展的冰风洞实验验证了SLD撞击结冰问题的复杂性，即使碰撞条件发生微小的改变(如撞击速度、撞击角度等的改变)，SLD都会呈现完全不同的冻结特征[9]。Li用高速相机捕捉了单个SLD在冰风洞中撞击结冰的完整过程，指出SLD的大粒径效应是导致其异常结冰的重要原因[10]。Potapczuk通过实验发现SLD具有很强的冻结特性，任意单个特征参数并不能决定最终的结冰形态[11]。Yang通过SLD撞击柱状金属表面结冰实验提出瞬态结冰和非瞬态结冰2种SLD冻结模式[12]。这些实验均在一定程度上加深了对SLD异常结冰问题的理解，并为深入研究SLD撞击结冰问题打下初步理论基础。

然而，目前关于SLD间的干扰对撞击结冰过程影响的实验研究十分有限。以FAA发布的附录O[13]中所给出的冻毛毛雨环境作为典型云雾环境，做一个简单计算：平均水含量LWC为0.3g/m3,平均水滴直径MVD为100μm。SLD的数量可达106/m3。当大量的SLD相继撞击在邻近区域内时，SLD间的干扰对结冰过程的影响不可忽略。

目前虽鲜有文献专门探讨SLD间的相互干扰对撞击结冰的影响，但在相近领域关于多液滴撞击及相变过程的实验研究早已开展。R. Ghafouri-Azar 研究2个熔融的锡液滴撞击低温表面并凝固的物理过程，建立凝固形态与双液滴落点间的偏移量的关系[14]。……