南京航空航天大学学报

作者：牛俊杰，郭琪磊，石淼鑫，孔满昭，桑为民

单位：西北工业大学航空学院，西安 710072；,西北工业大学航空学院，西安 710072；,中航第一飞机设计研究院气动设计研究室，西安 710089；,中航第一飞机设计研究院气动设计研究室，西安 710089；,西北工业大学航空学院，西安 710072；

关键词：冰脊;Messinger热力学模型;数值模拟;防冰;纳秒脉冲阻挡介质放电

基金：国家重大项目（GJXM92579）。

冰脊会造成机翼气动性能的降低，是危害飞行安全的重要因素。利用结构化网格和中心有限体积法求解N-S方程获得空气流场，运用拉格朗日法获得水滴撞击特性，基于Messinger结冰热力学模型针对NACA 0012翼型的结冰进行了数值模拟，获得的冰型与实验结果吻合良好，验证了计算方法的准确性与可行性。在此基础上，在NACA 0012翼型上设置防冰区并考虑防冰热载荷的作用，对大水滴条件下冰脊的形成过程进行了数值模拟，得出了环境温度、液态水含量和防冰热载荷对冰脊形成的影响规律。此外，通过在冰脊形成位置布置纳秒脉冲阻挡介质放电（Nanosecond dielectric barrier discharge，NSDBD）等离子体激励器，探究了在大水滴条件下NSDBD对冰脊的防护效果。研究结果表明：在大水滴情况下，环境温度的增加使得冰脊的范围增加而高度降低；液态水含量的增加使得冰脊的范围增大并且高度增加；防冰热载荷的增加可以增加防冰区内水分的蒸发，进而减少冰脊的生成；大水滴情况下可能由于水滴直接撞击至下翼面防冰区外进而导致冰脊的形成；NSDBD对空气进行加热，增加溢流水的蒸发，使得低液态水含量下形成的冰脊消失，使得高液态水含量下冰脊的形成位置推后。

来源：2024年第2期

《南京航空航天大学学报》期刊编辑部

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