[发明专利]一种非稳态三维结冰数值模拟方法

摘要

本发明公开了一种非稳态三维结冰数值模拟方法，属于飞机飞行安全设计领域。采用N‑S方程计算空气场、拉格朗日法计算水滴的运动轨迹，根据质量守恒和能量守恒计算结冰量和溢流水量，溢流水的流动方向及不同方向的流量分配由当地空气的速度矢量、当前单元和相邻单元的位置矢量计算得到。采用非稳态计算方法，每个时间步内，结冰计算从滞止单元组开始，对其中的每个网格单元进行热力平衡计算，得到结冰量、溢流水量以及溢流水流向的下一个网格单元编号，计算按照溢流水的流动方向向后推进，直到遍历结冰表面所有的网格单元，之后进入下一时间步的计算。通过算例与现有技术进行对比，证明本发明提出的非稳态三维结冰数值模拟方法是有效的。

主权项

1.一种非稳态三维结冰数值模拟方法，其特征在于，所述方法具体包括：步骤1， 确定计算时间；步骤2， 开始外循环，搜索当前计算单元组，首次计算时为滞止单元组；步骤3，开始内循环，在计算单元组内确定当前计算单元；步骤4，设定当前计算单元平衡温度；步骤5， 计算当前计算单元的结冰量、溢流水量、平衡温度、冻结系数；步骤6，对当前计算单元进行结冰热力学计算，判断是否达到热力平衡；如果达到热力平衡，则进入步骤7，否则返回步骤5；步骤7，搜索溢流水将要流向的单元编号，计算流入水量及水温；步骤8，判断是否遍历当前计算单元组中所有单元，如果判断为是，结束内循环，进入步骤9，否则返回步骤3，进行下一次内循环；步骤9，判断是否遍历结冰表面所有网格单元，如果判断为是，结束外循环，进入步骤10，否则返回步骤2，进行下一次外循环并以步骤7搜索到的单元编号作为当前计算单元组。