谭 雪,张 辰,徐文浩,王福新，文敏华

(上海交通大学 a.航空航天学院；b.船舶海洋与建筑工程学院；c.高性能计算中心，上海 200240)

溢流冰脊通常形成于机翼防除冰装置后方[1]，其引起的流动大尺度分离容易导致飞机控制面失效，是过冷大水滴环境影响飞机飞行安全的典型特征之一[2].冰脊虽然结冰量较少，对气动性能产生的影响却十分严重[3]——冰脊前发生流动分离，并诱导剪切层振荡，伴随着复杂的涡脱落、破碎和再附着现象，是研究人员关注的热点问题[4-5].美国联邦航空管理局(FAA)在最新发布的结冰适航修正案[6]和咨询通告中多次强调：溢流冰比传统认知的临界冰型更加危险，其造成的压力低频脉动可能是导致某些控制面失效，并最终引发飞行事故的根本原因.

在早期研究中，冰脊所造成的气动损失被重点关注，对分离流的探讨主要集中于最大升力系数和失速攻角的损失，其中的代表性成果是Bragg团队基于伊利诺伊大学低湍流度风洞试验的相关工作.文献[7]发现NACA23012翼型的最大升力系数从1.47下降至0.7附近，下降了52%.文献[8]结合压力系数分布，进一步指出雷诺数对冰脊翼型近失速状态下的升阻力影响并不大，这主要归因于冰脊翼型的前缘发生大尺度分离，减少了壁面流动对雷诺数的依赖.文献[9]后续进一步研究了带舵面翼型发生溢流冰现象的气动损失，证明了这类冰型的破坏性.

为了解析这一物理现象，人们尝试引入计算流体动力学(CFD)方法对……