[发明专利]考虑二次撞击的旋翼表面大水滴收集率计算方法及终端

说明书

本发明公开了考虑二次撞击的旋翼表面大水滴收集率计算方法及终端，属于数值模拟技术领域，方法包括以下步骤：计算大水滴二次撞击旋翼条件下旋翼表面的二次大水滴收集率β′subgt;temp/subgt;；根据二次大水滴收集率β′subgt;temp/subgt;，结合不发生大水滴飞溅条件下旋翼表面的大水滴收集率βsubgt;temp/subgt;以及大水滴飞溅条件下旋翼表面水滴的质量损失率fsubgt;m/subgt;计算旋翼表面的最终大水滴收集率β。本发明在旋翼表面的大水滴收集率计算中，考虑了飞溅过冷大水滴二次撞击旋翼表面引起的最终大水滴收集率变化，以此实现更加精准的最终大水滴收集率计算，使旋翼结冰的数值模拟更贴近物理实际，提高了旋翼结冰的数值模拟精度，以此保证飞行器的飞行安全。

技术领域

本发明涉及数值模拟技术领域，尤其涉及考虑二次撞击的旋翼表面大水滴收集率计算方法及终端。

背景技术

直升机被广泛应用于军事作战、民用救援等方面，随着对其使用的更广领域拓展，要求直升机具备全天候的飞行能力，增大了直升机遭遇旋翼结冰的危险情况的概率。旋翼结冰会改变旋翼外形、增加旋翼重量、降低旋翼旋转速度，导致旋翼升力下降，同时旋翼上脱落的结冰有可能对机体、武器系统、电子设备等造成撞击危害，增加飞行不确定性。因此，开展旋翼结冰研究对提高飞行安全和飞行效率具有重要意义。

直升机飞行高度范围较宽，常常出现冻雨、冻毛毛雨等结冰气象条件，此时空气中水滴粒径较大，称为过冷大水滴(Supercooled Large Droplet,SLD，平均粒径大于50μm)。相比于小水滴，过冷大水滴广泛存在于云雾中，具有较差的气动跟随性和较强的动力学特性，引起的结冰过程更复杂，造成的危害更严重，增大了SLD结冰数值预测和试验评估的难度。

大水滴收集率是结冰计算的关键中间量，它的正确计算直接影响冰形预测和气动影响的结果，建立准确的旋翼大水滴收集率计算方法可以提高结冰数值模拟的精度。旋翼结冰不同于固定翼结冰，试验中需要给定动力，使得试验受限过多、难度更大，因此数值模拟成为了旋翼表面大水滴收集率预测的首要手段。旋翼流场中，受离心力影响，大水滴将会出现旋转下洗的流动特性，大水滴撞击于快速旋转的桨叶前缘，大多时候会发生飞溅，导致桨叶水滴收集量的减小。目前，对旋翼表面大水滴飞溅特性的研究较少，对大水滴收集率的处理方式还不明确，因此，有必要进一步开展旋翼表面大水滴收集率的计算方法研究。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术中无法精准计算旋翼表面大水滴收集率的问题，提供了考虑二次撞击的旋翼表面大水滴收集率计算方法及终端。

本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：考虑二次撞击的旋翼表面大水滴收集率计算方法，方法具体包括以下步骤：

计算大水滴二次撞击旋翼条件下旋翼表面的二次大水滴收集率β′_temp；

根据二次大水滴收集率β′_temp，结合不发生大水滴飞溅条件下旋翼表面的大水滴收集率β_temp以及大水滴飞溅条件下旋翼表面水滴的质量损失率f_m计算旋翼表面的最终大水滴收集率β。

在一示例中，所述计算大水滴二次撞击旋翼条件下旋翼表面的二次大水滴收集率β′_temp包括以下子步骤：

计算大水滴二次撞击旋翼条件下旋翼表面的二次大水滴收集率总量β_imp；

计算二次水滴收集总量与一次大水滴收集率总量的比例λ；

根据比例λ、大水滴收集率β_temp计算二次大水滴收集率β′_temp。

在一示例中，所述二次大水滴收集率总量β_imp的计算公式为：