[发明专利]一种考虑溪流现象的结冰模拟方法和存储介质

权利要求书

1.一种考虑溪流现象的结冰模拟方法，其特征在于，所述方法包括：

S110.以水膜平均速度、水膜厚度h和溪流现象作用力作为未知数建立欧拉水膜模型的动量方程，并以所述水膜平均速度，所述水膜厚度h、结冰质量流率以及蒸发质量流率作为未知数建立欧拉水膜模型的质量方程；

S120.以所述结冰质量流率以及蒸发质量流率作为未知数建立Messinger模型的热力学平衡方程；

S130.根据上一时刻的水膜厚度h，采用所述Messinger模型的假设修正法，获取当前时刻的结冰质量流率和蒸发质量流率；

S140.获取当前时刻的溪流现象作用力，并根据所述当前时刻的结冰质量流率、蒸发质量流率和溪流现象作用力，结合所述欧拉水膜模型的动量方程和质量方程，获取当前时刻的水膜平均速度、水膜厚度h，通过迭代计算获取每个时刻的结冰质量流率，其中，初始时刻的水膜厚度h为0；

所述获取当前时刻的溪流现象作用力包括：

判断所述上一时刻的水膜厚度h是否大于预设厚度标准；

若大于，则所述当前时刻溪流现象作用力，且w=1；

若不大于，则所述当前时刻溪流现象作用力，且w=0；

为水膜表面张力。

2.根据权利要求1所述的考虑溪流现象的结冰模拟方法，其特征在于，所述溪流现象作用力，其中，q为差异参数，为水膜接触角，w为湿面积分数。

3.根据权利要求2所述的考虑溪流现象的结冰模拟方法，其特征在于，所述欧拉水膜模型的动量方程为：

，且 ，

所述欧拉水膜模型的质量方程为：

，

其中，为水的密度，为水膜平均速度采用二次剖面形式带来的对流修正项，且为的函数，P为水膜相关作用力，为空气对水膜的压力，为水膜表面张力，为空气剪切力，为撞击质量流率，为水的动力粘性系数。

4.根据权利要求3所述的考虑溪流现象的结冰模拟方法，其特征在于，所述Messinger模型的热力学平衡方程包括：

，

其中，为结冰放热，为气动热，为水滴动能转化热，为水膜流入流出所带走的能量，为气流与物面的对流换热，蒸发吸热，为水滴自身能量，且

，

，

，

，

，

，

，

，

，

，

其中，Lf为融解潜热，htc为气流与物面的对流换热系数，为恢复因子，为气流速度，为空气比热容，为撞击质量流率，V为水滴相对物面的速度，为当前微元流出的质量流率，为当前微元的下游温度，为当前微元流入的质量流率，为当前微元的上游温度，为空气来流温度，Ld为蒸发潜热，为水的比热容，为空气密度，为水蒸气气体常数，为传热传质类比准则数，为物面温度；

所述步骤S130包括：

根据所述上一时刻的水膜厚度h，采用所述Messinger模型的假设修正法，获取当前时刻的物面温度、结冰质量流率和蒸发质量流率。

5.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质中存储有程序代码，所述程序代码可被处理器调用执行所述权利要求1-4任一项所述方法。