结冰风洞高度模拟能力评估

飞机结冰是飞行实践中广泛存在的一种现象,也是造成飞行安全事故的主要隐患之一.结冰风洞是开展飞机结冰研究的重要设备,通过在结冰风洞内制造结冰气象条件,对真实结冰现象进行模拟.本文针对飞机结冰主要发生在从地面到7 000 m高度的大气环境之内这一客观情况,对设计中的某型结冰风洞是否能够在地面模拟高空低压环境下的结冰问题进行了研究,以决定该风洞是否需配置调压设备.采用结冰试验相似准则对该风洞的高度模拟能力进行了评估,考查了温度、水滴直径、液态水含量及速度等参数的设计指标是否满足模拟高空结冰的试验要求.研究发现.试验模型缩比是限制结冰风洞模拟水滴直径和液态水含量能力的主要因素,高度的增加不会导致对水滴直径和液态水含量的模拟超过风洞的设计能力;只要采用不小于0.1的模型缩比进行试验,即使不增加调压设备,以现有的温度、水滴直径、液态水含量以及速度等参数的设计指标,该风洞也具备了模拟7 000m膏度飞机结冰的能力.     

飞机发动机结冰研究进展

针对飞机发动机防／除冰技术的进展,分析了美国AEDC和意大利CIRA冰风洞的发动机结冰试验概况,综述了我国冰风洞建设及结冰试验的现状;对冰风洞试验的重要参数液态水含量(LWC)和液滴粒径(MVD)的测量研究进行了探讨;从流场计算、水滴撞击特性计算、模型表面能量平衡计算、冰形计算4个方面总结了结冰模拟方法的进展,并比较了不同方法的优缺点。最后针对当前的研究现状,提出了发动机结冰研究进一步的发展趋势。     

气液鼓泡床瞬态行为模拟准确性影响因素的研究

应用计算流体力学（CFD）方法对气液鼓泡床的瞬态行为进行模拟研究,分别从空间网格划分、时间步长和附加质量力等因素对瞬态模拟结果准确性的影响进行详细的探讨．结果表明,对于单喷嘴矩形气液鼓泡床的二维瞬态模拟,采用空间网格划分为60×60（0．0033m×0．0167m）,时间步长为0．001S,即可得到满足误差的结果．同时,附加质量力模型系数是影响瞬态模拟结果准确性的一个关键因素,也是导致模拟计算不收敛的原因之一．附加质量力系数推荐取值0．05．     

某涡轴发动机环境结冰试验设备调试研究

GJB242规定发动机应在三种大气条件下进行环境结冰试验,采用结冰条件模拟设备可以模拟出合适的结冰气象条件。本文详细介绍了某涡轴发动机模拟环境结冰试验设备的组成和功能,并对试验设备进行了调试。在多种环境温度下调节供水压力和供气压力测量水雾参数,从而得到试验需要的液态水含量和平均水滴直径,同时采用格栅验证水雾均匀性,调试结果表明该设备可以满足发动机模拟环境结冰试验要求,具有一定的工程实用价值。     

环境结冰试验中液态水滴传热特性

航空发动机环境结冰试验时,使用二元喷嘴将纯水雾化成液态水滴,液态水滴喷出后与发动机进气发生传热过程,到达发动机进口前需达到过冷状态,从而在发动机进口处结冰。研究了液态水滴与主气流间传热过程,建立了液态水滴运动方程和传热方程,编制了液态水滴传热特性分析软件,并研究了不同参数对液态水滴过冷位移的影响,计算了军用和民用航空发动机环境结冰试验时的最短喷雾距离。结果表明:液态水过冷位移与液态水滴直径的平方以及气流速度基本呈线性关系;在1.6 m喷雾距离下,液态水滴能达到过冷状态,且和气流两相温差不超过2℃。     

飞机机翼积冰的数值模拟研究

针对机翼结冰问题,提出了一种翼型结冰的数值模拟方法。介绍了适用于本方法的翼型网格划分及流场求解方法;提出了一种适用于CFD的水滴收集系数计算方法;利用Fluent软件的离散项模型(DPM)及用户自定义函数功能(UDF),计算求解了翼型表面的局部水滴收集系数;介绍了积冰过程中的质量守恒和能量守恒过程;基于积冰垂直生长假设,介绍了积冰生长模型;最后利用本文提出的方法预测了翼型的结冰情况。将用本文提出的方法计算得到的三种典型积冰类型同国外冰风洞实验结果做了对比,证明了本文方法的正确性和准确性。     

网箱养殖条件下花放养密度对其增重效果的研究

开展了放养密度对花增重效果的研究。结果表明:在水库采用5 m×5 m×3 m大小的网箱进行花养殖,相同规格鱼种同一生长阶段采取不同的放养密度其增重效果差异显著,鱼种规格为116尾/500 g、37尾/500 g、15尾/500 g时的合理放养密度分别为800尾/m2、280尾/m2和100尾/m2。     

结冰风洞绝热系统设计与实现

结冰风洞是研究飞行器表面结冰机理和防除冰方法的试验设备。典型的结冰风洞采用风扇或压缩机驱动的连续式风洞结构;并且一般设计有洞体绝热系统。绝热系统对结冰风洞性能、运行经济性等方面具有重要影响。通过总结某结冰风洞绝热系统的研制和使用经验,着重分析了结冰风洞绝热系统的传热计算方法和结构设计方案;并且通过实验研究对绝热系统的性能进行了验证。     

开采环境再造人工顶板锚索支护设计

针对新疆喀拉通克铜镍矿高价值软破矿体的特点和试验开采环境再造连续采矿方法,并以顶板沉降量和塑性区范围为判据,运用FLAC^3D软件对人工项板预应力锚索支护进行模拟分析。设计3种锚网支护方案分别为：方案1,网度为4m×6m;方案2,网度为6m×8m;方案3,网度为8m×10m。通过比较各方案下顶板的沉降量、塑性区范围以及锚索最大轴力变化等参数,筛选出最佳支护方案。研究结果表明：方案1中顶板最大沉降量仅为4．24cm,塑性破坏区延伸高度小于7m,锚索最大轴力为16．59MN,且变化平稳,满足金属矿山安全规程和经济合理的要求,而其他方案结果参数均超出混凝土顶板的稳定性极限,由此得出方案1为最佳设计方案。     

流动注射法测定鱼塘水样中的NO-2和NO-3含量

采用流动注射技术测定鱼塘水样中的NO2^-和NO3^-含量,以对氨基苯磺酸和甲萘胺盐酸盐为显色剂,在510nm下比色测定NO2^-的含量,而NO3^-则在稀醋酸条件下用锌粉将其预还原成NO2^-后,也在上述相同的条件下测定其含量．测定NO2^-的线性范围为0．10×10^-6～3．00×10^-6mol·L^-1,检出限为0．038×10^-6mol·L^-1,测定频率达80次·h^-1;测定NO3^-的线性范围为0．10×10^-6～3．00×10^-6mol·L^-1,检出限为0．040×10^-6mol·L^-1．     

自然条件下输电线路导线覆冰增长特性

输电线路导线覆冰严重威胁着电网安全运行.导线覆冰过程复杂,影响因素众多,对其覆冰增长规律的准确掌握是建立并优化导线覆冰数值计算模型的基础.从自然覆冰试验出发,依托雪峰山自然覆冰试验基地对不同种类的导线进行了自然覆冰观测试验,研究了导线直径、导线表面处理情况、覆冰类型及导线扭转对导线覆冰增长过程的影响.通过导线表面水滴碰撞系数的计算分析了不同直径导线覆冰的差异性.研究结果表明:自然环境条件下,风速对导线雾凇覆冰冰形起决定性作用,覆冰主要在导线迎风面(横向迎风侧)累积,而背风侧和纵向覆冰较少.覆冰厚度随时间非线性增长,导线直径越小,覆冰厚度增长越快.导线扭转使得导线背风侧向迎风侧转变,覆冰厚度增长速率加快.雨凇覆冰时,除迎风侧翼型覆冰外,导线下方易冻结形成冰棱,使得冰形结构更为复杂.     

智能积冰系统

飞机积冰是影响飞行安全的一大危害。文章首先简介飞机积冰,然后分析目前积冰界研究的热点问题-智能积冰系统的设计思想、组成部分及其功能,并概述了美国在此方面的研究进展,最后结合国内研究情况对此方面的课题进行了展望和总结。     

航空发动机进口帽罩结/防冰特性试验研究

航空发动机进口帽罩作为发动机重要的进口部件,防冰能力关乎发动机性能甚至影响飞行安全。为了研究航空发动机进口帽罩防冰性能,通过冰风洞对进口帽罩进行结/防冰试验,得到了进口帽罩表面结冰状况随热气流量、来流温度、来流风速的影响规律。试验结果表明：进口帽罩防冰能力从尖锥头部到帽罩后端逐渐增强;帽罩防冰能力随热气流量增加而提升;帽罩表面冰型随来流温度、来流风速变化而发生改变;帽罩表面结冰区域随风速增加而扩大。研究成果可以为进口帽罩防冰系统设计和验证提供重要指导。     

基于径向基函数的结冰收集率计算的两级插值方法

为提高飞机结冰数值模拟中粒子轨迹计算的效率,基于拉格朗日方法,提出了两级插值方法。第一级插值为收集率插值,根据水滴轨迹在壁面撞击位置的收集率,采用径向基函数插值计算所有网格的收集率;第二级插值为轨迹插值,把水滴从远场运动撞击到壁面过程分为两个部分,在距机翼较远位置计算少量水滴轨迹,在壁面附近位置加密计算大量水滴轨迹。采用收集率插值时,由于结冰累积,线性插值或者高阶样条插值方法在遮蔽区内插值不准确,引入径向基函数插值来解决该问题。给出的算例表明,两级插值方法能够极大的提高拉格朗日法计算收集率的效率,径向基函数插值能够避免遮蔽区内插值不准确的问题。     

高寒高海拔地区输电线路覆冰在线监测系统的研究

针对输电线路覆冰对电网造成巨大损害,而目前没有较好的解决办法的问题,提出了一种基于神经网络的输电线路覆冰在线监测及其预警系统.该系统有机融合了甘孜州的地域气象特征、气象信息,同时考虑了导线拉力、倾斜角、微地理等因素,更把决策支持系统(DSS)引入到该系统中,通过记录大量的气象信息以及输电线路参数,对天气情况是否造成覆冰险情进行相应的预测与监测,做到防患于未然,从而降低了覆冰的危害程度.     

国产新支线飞机发动机自然结冰试飞

论述了国产发动机开展自然结冰试飞的背景、主要改装工作、试飞方法及风险处置措施,对试飞结果进行了分析与讨论。在发动机慢车功率、双发待机功率以及最大爬升功率下均能观察到超过三次明显的冰脱落过程,发生冰脱落时的大气中液态水含量均值为0.54~0.83 g/m~3,水滴平均直径为15.2~16.1μm,随着发动机功率的增加冰脱落循环周期呈现减小趋势,在双发待机功率下风扇振动变化幅度最大。试飞过程中发动机工作未出现异常。试飞同时验证了飞行手册中的手动脱冰程序。该试飞方法可以为国内其他同类型发动机的自然结冰试飞提供参考。     

污秽覆冰绝缘子动态闪络特性分析

为研究在污秽与覆冰共存条件下的绝缘子动态闪络特性,基于FXBW4-10/100悬式复合绝缘子,通过覆冰水电导率方法模拟了覆冰绝缘子污秽,记录了局部电弧起弧位置和局部电弧形成至发展为沿面闪络的过程,得到了不同污秽程度下覆冰绝缘子的闪络电压变化规律。并建立了覆冰绝缘子动态闪络模型。结果表明:随着覆冰水电导率的增大,绝缘子闪络电压先下降后趋于稳定;闪络过程中,绝缘子上下钢脚处最先起弧;无冰区的存在严重畸变了绝缘子沿面电位分布,无冰区长度越短,畸变越明显。     

覆冰绝缘子沿面交流放电过程的研究

本文根据在人工气候室内对园柱形绝缘子和悬式绝缘子串的覆冰放电试验结果,描述了放电的过程,提出了覆冰绝缘子的交流放电过程与泄漏电流的关系。