[发明专利]一种用于飞机结冰环境模拟的仿真方法

权利要求书

1.一种用于飞机结冰环境模拟的仿真方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：

S1、进入结冰计算流程；

S2、采用预设方法计算空气流场，得到空气流场参数；

S3、采用拉格朗日法建立水滴运动轨迹方程，得到冷液态水的收集系数；

S4、采用Mesnger结冰热力学模型，计算结冰质量，得到冰的厚度；

S5、退出结冰计算流程。

2.根据权利要求1所述的一种用于飞机结冰环境模拟的仿真方法，其特征在于，所述进入结冰计算流程还包括以下步骤：

S11、判断飞机是否穿越云；

S12、确定所穿越的云的类型。

3.根据权利要求2所述的一种用于飞机结冰环境模拟的仿真方法，其特征在于，所述云的类型包括低云、中云及高云；

其中，低云包括积雨云、积云、层积云、层云及雨层云；

中云包括高层云及高积云；

高云包括卷云、卷积云及卷层云。

4.根据权利要求1所述的一种用于飞机结冰环境模拟的仿真方法，其特征在于，所述空气流场参数包括但不限于网格结点坐标、压力值及密度。

5.根据权利要求4所述的一种用于飞机结冰环境模拟的仿真方法，其特征在于，所述采用预设方法计算空气流场，得到空气流场参数还包括以下步骤：

S21、根据所穿越的云的类型得到云滴平均有效直径；

S22、采用一维线性插值计算飞机所在飞行高度的温度；

S23、判断温度是否为结冰温度范围。

6.根据权利要求1所述的一种用于飞机结冰环境模拟的仿真方法，其特征在于，所述采用拉格朗日法建立水滴运动轨迹方程，得到冷液态水的收集系数还包括以下步骤：

采用过冷液态水估算公式计算飞机所在飞行高度的过冷液态水含量。

7.根据权利要求6所述的一种用于飞机结冰环境模拟的仿真方法，其特征在于，所述过冷液态水估算公式如下：

积状云：；

层状云：；

；

其中，为飞行高度，其气压高度为hPa；

Q_c为云底或抬升凝结高度上的饱和比湿，其单位为g/Kg；

Q_h为飞行高度层周围的饱和比湿，其单位为g/Kg；

T_h1为飞行高度层的温度，其单位为K；

E单位为hPa；

f为飞行高度层的大气相对湿度百分比；

T_h2为飞行高度层的温度，其单位为℃；

T_c为云底温度，。

8.根据权利要求1所述的一种用于飞机结冰环境模拟的仿真方法，其特征在于，所述采用Mesnger结冰热力学模型，计算结冰质量，得到冰的厚度还包括以下步骤：

S41、综合大气的环境温度、云中过冷水含量和云滴有效直径判断飞机是否结冰；

S42、计算结冰的速度及强度，得到冰的厚度。