《基於分形的飛機低空結冰增長模型的構建與實驗驗證》是依託同濟大學，由周華擔任項目負責人的聯合基金項目。
基本介紹
- 中文名：基於分形的飛機低空結冰增長模型的構建與實驗驗證
- 項目類別：聯合基金項目
- 項目負責人：周華
- 依託單位：同濟大學
中文摘要,結題摘要,
中文摘要
飛機低空結冰給防冰/除冰工作帶來極大困難，對飛行安全威脅最大。飛機結冰增長具有明顯的分形特徵，這一特徵導致冰晶內部存在很多氣穴，使得冰晶的總體密度隨含氣量的變化而變化，進而導致無法準確計算結冰體積，更難以跟蹤冰晶界面的變化。冰晶的分形特徵同時給數值模擬過程中的格線劃分帶來嚴重困難，進而影響對飛機氣動性能變化的準確預測。基於上述認識，本項目擬構建分形增長模型模擬飛機低空結冰增長過程，解決結凍的變密度問題；擬採用無格線法進行數值模擬，解決格線難以劃分的問題。這兩個難點問題的解決有助於提高對飛機結冰增長過程物理本質的認識，對提高飛機防冰/除冰效率，增強飛行安全有重要的理論指導意義。飛機結冰是冰晶在非平衡流場條件下的結晶過程，是空氣動力學和凝聚態物理兩個學科的交叉點，相關成果無疑也有重要的科學價值。項目最後將用風洞試驗驗證上述分形增長模型。
結題摘要
本報告為民航聯合基金項目《基於分形的飛機低空結冰增長模型的構建與實驗驗證》（項目批准號：60979015）的結題報告。本報告從飛機低空結冰問題出發，梳理總結了基於分形增長假設的飛機結凍的相關工作和工作中發現的問題。在項目進行過程中，項目團隊提出一種直冷式微型結冰風洞設計用於實驗驗證。這種新的結冰方法沒有採用傳統結冰風洞中複雜的冷卻系統，而是採用低溫氮氣直接冷卻的方式冷卻試驗氣流，從而可以大大簡化結冰風洞設計，降低結冰風洞內的流動阻力，節省運營和建造費用。相關設計方法已經正式申請專利並被受理。用這種方法設計的風洞對飛機低空結冰問題進行了大量試驗，使得項目組對飛機結冰問題有了更深刻的認識，並發現一些新的現象和機理。在本項目支持下，我們在韓國舉辦的“2012亞太航空技術交流會（APISAT2012）”國際會議上發表並宣讀了1篇論文，同時用本兒項目經費帶了2名本科生的畢業設計。
