[發(fā)明專利]考慮二次撞擊的旋翼表面大水滴質(zhì)量流量計(jì)算方法及終端

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202210030530.5
• 申請(qǐng)日: 2022-01-12
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN114048552B
• 公開(kāi)（公告）日: 2022-03-29
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 李偉斌;肖中云;李維浩;宋超;王躍軍;王昊
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中國(guó)空氣動(dòng)力研究與發(fā)展中心計(jì)算空氣動(dòng)力研究所
• 主分類(lèi)號(hào): G06F30/15
• 分類(lèi)號(hào): G06F30/15;G06F30/28
• 代理公司: 成都華風(fēng)專利事務(wù)所(普通合伙) 51223
• 代理人: 張巨箭

本發(fā)明公開(kāi)了考慮二次撞擊的旋翼表面大水滴質(zhì)量流量計(jì)算方法及終端，屬于數(shù)值模擬技術(shù)領(lǐng)域，方法包括以下步驟：計(jì)算水滴二次撞擊旋翼?xiàng)l件下旋翼表面的二次大水滴質(zhì)量流量；根據(jù)二次大水滴質(zhì)量流量，結(jié)合不發(fā)生大水滴飛濺條件下旋翼表面的大水滴質(zhì)量流量?_temp以及大水滴飛濺條件下旋翼表面水滴的質(zhì)量損失率f_m計(jì)算旋翼表面的最終大水滴質(zhì)量流量?。本發(fā)明在旋翼表面的大水滴質(zhì)量流量計(jì)算中，考慮了飛濺過(guò)冷大水滴二次撞擊旋翼表面引起的最終大水滴質(zhì)量流量變化，以此實(shí)現(xiàn)更加精準(zhǔn)的最終大水滴質(zhì)量流量計(jì)算，使旋翼結(jié)冰的數(shù)值模擬更貼近物理實(shí)際，提高了旋翼結(jié)冰的數(shù)值模擬精度，以此保證飛行器的飛行安全。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及數(shù)值模擬技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及考慮二次撞擊的旋翼表面大水滴質(zhì)量流量計(jì)算方法及終端。

背景技術(shù)

直升機(jī)被廣泛應(yīng)用于軍事作戰(zhàn)、民用救援等方面，隨著對(duì)其使用的更廣領(lǐng)域拓展，要求直升機(jī)具備全天候的飛行能力，增大了直升機(jī)遭遇旋翼結(jié)冰的危險(xiǎn)情況的概率。旋翼結(jié)冰會(huì)改變旋翼外形、增加旋翼重量、降低旋翼旋轉(zhuǎn)速度，導(dǎo)致旋翼升力下降，同時(shí)旋翼上脫落的結(jié)冰有可能對(duì)機(jī)體、武器系統(tǒng)、電子設(shè)備等造成撞擊危害，增加飛行不確定性。因此，開(kāi)展旋翼結(jié)冰研究對(duì)提高飛行安全和飛行效率具有重要意義。

直升機(jī)飛行高度范圍較寬，常常出現(xiàn)凍雨、凍毛毛雨等結(jié)冰氣象條件，此時(shí)空氣中水滴粒徑較大，稱為過(guò)冷大水滴（Supercooled Large Droplet,SLD，平均粒徑大于50μm）。相比于小水滴，過(guò)冷大水滴廣泛存在于云霧中，具有較差的氣動(dòng)跟隨性和較強(qiáng)的動(dòng)力學(xué)特性，引起的結(jié)冰過(guò)程更復(fù)雜，造成的危害更嚴(yán)重，增大了SLD結(jié)冰數(shù)值預(yù)測(cè)和試驗(yàn)評(píng)估的難度。

槳葉表面水滴質(zhì)量流量是結(jié)冰計(jì)算的關(guān)鍵中間量，它的正確計(jì)算直接影響旋翼冰形的預(yù)測(cè)精度。旋翼結(jié)冰不同于固定翼結(jié)冰，試驗(yàn)中需要給定動(dòng)力，使得試驗(yàn)受限過(guò)多、難度更大，因此數(shù)值模擬成為了旋翼表面水滴質(zhì)量流量預(yù)測(cè)的首要手段。旋翼流場(chǎng)中，受槳葉旋轉(zhuǎn)影響，大水滴將會(huì)出現(xiàn)旋轉(zhuǎn)下洗的流動(dòng)特性，大水滴撞擊于槳葉前緣，大多時(shí)候會(huì)發(fā)生飛濺，導(dǎo)致槳葉水滴質(zhì)量流量的減小。目前，對(duì)旋翼表面大水滴飛濺特性的研究較少，對(duì)大水滴質(zhì)量流量的處理方式還不明確，因此，有必要進(jìn)一步開(kāi)展旋翼表面大水滴質(zhì)量流量的計(jì)算方法研究。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)中無(wú)法精準(zhǔn)計(jì)算旋翼表面大水滴質(zhì)量流量的問(wèn)題，提供了考慮二次撞擊的旋翼表面大水滴質(zhì)量流量計(jì)算方法及終端。

本發(fā)明的目的是通過(guò)以下技術(shù)方案來(lái)實(shí)現(xiàn)的：考慮二次撞擊的旋翼表面大水滴質(zhì)量流量計(jì)算方法，方法具體包括以下步驟：

計(jì)算水滴二次撞擊旋翼?xiàng)l件下旋翼表面的二次大水滴質(zhì)量流量；

根據(jù)二次大水滴質(zhì)量流量，結(jié)合不發(fā)生大水滴飛濺條件下旋翼表面的大水滴質(zhì)量流量?_temp以及大水滴飛濺條件下旋翼表面水滴的質(zhì)量損失率f_m計(jì)算旋翼表面的最終大水滴質(zhì)量流量?。

在一示例中，所述計(jì)算水滴二次撞擊旋翼?xiàng)l件下旋翼表面的二次大水滴質(zhì)量流量包括以下子步驟：

計(jì)算水滴二次撞擊旋翼?xiàng)l件下旋翼表面的二次大水滴質(zhì)量流量總量?_imp；

計(jì)算進(jìn)入流場(chǎng)的一次大水滴質(zhì)量流量總量?_in；

計(jì)算二次大水滴質(zhì)量流量總量與一次大水滴質(zhì)量流量總量的比例λ；