买专利卖专利找龙图腾，真高效！ 查专利查商标用IPTOP,全免费！专利年费监控用IP管家,真方便！

申请/专利权人：中国空气动力研究与发展中心低速空气动力研究所

摘要：本发明涉及一种电加热防冰干表面防冰热流密度设计方法及介质，设计方法包括：对飞行器表面进行网格划分；基于防冰设计条件进行飞行器外部空气的过冷水滴流场模拟，得到飞行器固体壁面上每一个网格单元内的对流换热系数和水滴击穿质量；在假设飞行器机翼表面每一个网格单元内的撞击水滴在防冰热流密度的作用下，在当地立刻完全蒸发的情况下，计算得到每一个网格单元内所需要的平均防冰热流密度和最大防冰热流密度；基于平均防冰热流密度和最大防冰热流密度，计算没有水膜流出防护区域且整个加热区域采用相同加热热流密度时的防冰热流密度。电加热防冰系统设计与需求更加接近，可得到准确的壁面对流换热以及蒸发的值，以降低干表面防冰热流密度。

主权项：1.一种电加热防冰干表面防冰热流密度设计方法，其特征在于，包括：对飞行器表面进行网格划分；基于防冰设计条件进行飞行器外部空气的过冷水滴流场模拟，得到飞行器固体壁面上每一个网格单元内的对流换热系数和水滴击穿质量；在假设飞行器机翼表面每一个网格单元内的撞击水滴在防冰热流密度的作用下，在当地立刻完全蒸发的情况下，计算得到每一个网格单元内所需要的平均防冰热流密度和最大防冰热流密度；基于所述平均防冰热流密度和最大防冰热流密度，计算没有水膜流出防护区域且整个加热区域采用相同加热热流密度时的防冰热流密度；所述的在假设飞行器机翼表面每一个网格单元内的撞击水滴在防冰热流密度的作用下，在当地立刻完全蒸发的情况下，计算得到每一个网格单元内所需要的平均防冰热流密度和最大防冰热流密度，包括：对于任意一个网格单元，基于蒸发量的计算公式，获取该任意一个网格单元的传质系数、壁面温度和水滴击穿质量的关系作为第一关系；基于所述第一关系构造关于壁面温度的函数；结合收敛条件，对所述关于壁面温度的函数进行迭代求解，得到所述任意一个网格单元的壁面温度；基于迭代求解得到的壁面温度，根据能量守恒，计算得到所述任意一个网格单元的防冰热流密度；基于所有网格单元的防冰热流密度，计算得到整个防护区域的平均防冰热流密度和最大防冰热流密度；所述的基于迭代求解得到的壁面温度，根据能量守恒，计算得到所述任意一个网格单元的防冰热流密度，包括： （8）其中，表示任意一个网格单元i的防冰热流密度；表示任意一个网格单元i的质量潜热，，Le表示水滴蒸发潜热，Le为常数，表示任意一个网格单元i的蒸发量；表示任意一个网格单元i的对流换热热量，，表示任意一个网格单元i的壁面温度，表示环境温度，表示任意一个网格单元i的对流换热系数，表示任意一个网格单元i的壁面恢复温度，，表示恢复系数，为常数，k为常数，k=1.4，R表示理想气体常数，R=287.5，U0表示来流速度；表示任意一个网格单元i的撞击水滴的换热量，，表示水的比热容，为常数，表示任意一个网格单元i的撞击水滴质量所述的基于所有网格单元的防冰热流密度，计算得到整个防护区域的平均防冰热流密度和最大防冰热流密度，包括： （9） （10）其中，表示任意一个网格单元i的防冰热流密度，表示网格单元的集合，表示整个防护区域的平均防冰热流密度，表示整个防护区域的最大防冰热流密度，表示任意一个网格单元i的单元格的面积；所述的基于所述平均防冰热流密度和最大防冰热流密度，计算没有水膜流出防护区域且整个加热区域采用相同加热热流密度时的防冰热流密度，包括：基于所述平均防冰热流密度和最大防冰热流密度，迭代计算没有水膜流出防护区域且整个加热区域采用相同加热热流密度时的防冰热流密度；其中，对于任意一个迭代计算步，包括：获取每个网格单元当前迭代步的计算防冰热流密度、最大防冰热流密度和最小防冰热流密度；其中，将所述平均防冰热流密度作为每个网格单元的初始计算防冰热流密度，将所述整个加热区域的最大防冰热流密度作为每个网格单元的初始最大防冰热流密度，将0作为每个网格单元的初始最小防冰热流密度；基于当前迭代步的计算防冰热流密度，结合收敛条件，对关于壁面温度的函数进行迭代求解，得到每个网格单元的壁面温度；基于每个网格单元的壁面温度，计算当前迭代步整个防护区域内的总的蒸发量；基于收敛条件，判断当前迭代步是否收敛，如果收敛，则将当前迭代步得到的计算防冰热流密度作为没有水膜流出防护区域时的防冰热流密度，如果不收敛，则判断整个防护区域内所述总的蒸发量与总的撞击水滴质量的大小关系；若总的蒸发量大于总的撞击水滴的质量，则令下一迭代步的计算防冰热流密度为当前迭代步的计算防冰热流密度与最小防冰热流密度之和的一半，并进入下一个迭代流程，对下一迭代步的计算防冰热流密度和最大防冰热流密度进行更新，并将当前迭代步的计算防冰热流密度作为下一迭代步的最大防冰热流密度；若总的蒸发量小于总的撞击水滴的质量，则令下一迭代步的计算防冰热流密度为当前迭代步的计算防冰热流密度与最小防冰热流密度之和的一半，并进入下一个迭代流程，对下一迭代步的计算防冰热流密度和最大防冰热流密度进行更新，并将当前迭代步的计算防冰热流密度作为下一迭代步的最大防冰热流密度。

全文数据：

权利要求：

百度查询： 中国空气动力研究与发展中心低速空气动力研究所 一种电加热防冰干表面防冰热流密度设计方法及介质