[发明专利]一种防冰部件温度场计算方法

说明书

本发明公开了一种防冰部件温度场计算方法。所述防冰部件温度场计算方法包括如下步骤：步骤1：建立防冰部件二维计算模型；步骤2：计算换热参数；步骤3：进行数据前处理，并生成ANSYS求解控制程序、热平衡计算程序所需边界条件和ANSYS计算所需第三类边界条件；步骤4：在所述步骤3的基础上在ANSYS中自动加载边界条件，通过所述求解控制程序自动计算和自动保存计算结果；步骤5：同时对前后两次计算壁温数据进行比较；判断是否收敛，若是，则输出计算结果；若否，则重复所述步骤2至4，直至所述判断为是。本申请的防冰部件温度场计算方法建立二维计算模型，相比现有技术复杂的三维网格划分更简单快捷。

技术领域

本发明涉及飞机防冰部件技术领域，特别是涉及一种防冰部件温度场计算。

背景技术

飞机在地面或者空中飞行时，由于发动机高速旋转，使进气道空气处于抽吸状态，气流加速，静温下降，使得航空发动机进口部件(帽罩、支板等)更容易受到结冰天气的影响，更易于结冰。结冰会导致发动机气动性能恶化、推力减小，冰的脱落会造成发动机内部机械损伤甚至整台发动机的损坏。据美国国家运输安全委员会NTSB统计在1998-2007年间，由于结冰而引起的飞行事故达264起，其中引起重大事故94起，死亡202人。俄罗斯对航空发动机结冰事故调查发现，由于结冰常常会引起航空发动机气动稳定性不足、空中自动熄火等严重威胁飞行安全的事故。因此，为判断发动机进口部件在结冰环境中是否结冰，保证发动机的运行安全，需准确评估发动机进口部件表面温度水平。

在防冰部件温度计算方面，现阶段一般采用软件进行计算。软件计算的一般步骤如下：1)采用外部软件(ICEM等)进行流体域和固体域的三维网格划分；2)外部流场计算；3)水滴撞击特性计算；4)冰形计算；5)内部流场计算；6)部件表面温度的计算。软件进行防冰部件表面温度计算需要进行流固耦合计算分析，过程较为繁琐，同时对网格划分时间长，同时网格质量要求较高。

因此，希望有一种技术方案来克服或至少减轻现有技术的至少一个上述缺陷。

发明内容

本发明的目的在于提供一种防冰部件温度场计算方法来克服或至少减轻现有技术的至少一个上述缺陷。

为实现上述目的，本发明提供一种防冰部件温度场计算方法，所述防冰部件温度场计算方法包括如下步骤：

步骤1：建立防冰部件二维计算模型；

步骤2：计算换热参数；

步骤3：进行数据前处理，并生成ANSYS求解控制程序、热平衡计算程序所需边界条件和ANSYS计算所需第三类边界条件；

步骤4：在所述步骤3的基础上在ANSYS中自动加载边界条件，通过所述求解控制程序自动计算和自动保存计算结果；

步骤5：同时对前后两次计算壁温数据进行比较；判断是否收敛，若是，则输出计算结果；若否，则重复所述步骤2至4，直至所述判断为是。

优选地，所述步骤1中的建立防冰部件二维计算模型具体为：进行网格划分、节点和单元导出。

优选地，所述步骤3中的数据前处理具体为：步骤31：提取防冰部件模型数据、内换热数据、水收集系数、外换热数据和气动数据；

步骤32：将所述计算数据整理成第三类条件和热平衡计算程序需要的计算文件；

步骤33：生成求解控制程序。

优选地，所述步骤4具体为：步骤41：获取包括防冰部件模型数据、内换热数据、水收集系数、外换热数据、气动数据和上一轮壁温计算结果在内的各个参数；

步骤42：进行数据插值；

步骤43：计算热流项目，并输出计算结果。