[发明专利]基于液态水分布的结冰表面粗糙度衡量方法

摘要

本发明公开了一种基于液态水分布的结冰表面粗糙度衡量方法，属于冰层表面粗糙度评估领域。该方法是针对结冰表面不同的液态水分布状态，建立分区的粗糙度模型，即把结冰表面的水膜高度与水膜发生破断的临界水膜高度进行比较，当前者较大时，粗糙度等于水膜表面波高，当后者较大时，粗糙度等于水膜破断形成的溪流高度。本方法在每个时间步长上都根据实际冰层表面液态水特征更新粗糙度值，使粗糙度评估更接近实际的结冰过程。

主权项

1.一种基于液态水分布的结冰表面粗糙度衡量方法，其特征在于：该方法的内容如下：根据控制体的质量守恒原理获得结冰表面的水膜高度h_w，根据受力平衡模型，确定水膜发生破断的临界水膜高度h_f-r：hf-r=[6·μw2·σ·(1-cosθ)ρwτa2]13]]>当h_w＞h_f-r时，水膜连续，粗糙度k_s等于水膜表面波高，即：当h_w≤h_f-r时，水膜破断形成溪流，粗糙度k_s等于当地溪流高度，即：k_s＝R(1-cosθ)；以上公式中：μ_w为水动力粘度，σ为水膜表面张力，θ为水在冰面上的接触角，ρ_w为水密度，τ_a为水膜受到的气流剪切应力，g为重力加速度，R为溪流半径。