飞机结冰过程的液/固相变机理及溢流特性研究

本课题针对明冰、混合冰和大尺度过冷水滴（SLD）结冰等现象严重危害飞行安全但又缺乏相应的预测及防范技术的现状，提出研究液、固共存条件下的飞机结冰机理以揭示该类结冰的共同规律及其形成冰脊的本质特征的设想。采用理论分析、数值计算及实验相结合的手段，针对该类结冰过程所涉及的液/固相变及溢流等重要物理现象，基于晶体生长、分形几何、相变传热及液膜流动等基本理论，对晶体形成和生长机理、液/固相变规律，及相变与溢流耦合作用下的流动与传热等多学科交叉现象进行研究。阐明明冰、混合冰和SLD结冰等的形成机制并揭示其导致冰脊现象的规律特征；发展基于分形几何的冰型定量描述方法；建立结冰过程的溢流、传热传质及相变过程的数理模型及计算方法，为发展SLD结冰研究方法、改进现有结冰预测技术及防/除冰系统的设计方法、制定结冰条件下的安全飞行策略，以及国家重要基础设施- - 大型结冰风洞的运行使用提供理论依据和技术支撑。

本课题针对明冰、混合冰和大尺度过冷水滴（SLD）结冰等现象严重危害飞行安全但又缺乏相应的预测及防范技术的现状，采用理论分析、数值计算及实验相结合的手段，开展了该类结冰过程所涉及的液/固相变及溢流等规律及特征的研究。课题基于晶体生长、分形几何、相变传热及液膜流动等基本理论，对晶体形成和生长机理、液/固相变规律，及相变与溢流耦合作用下的流动与传热等多学科交叉现象进行了研究。通过研究，初步阐明了明冰、混合冰和SLD结冰等的形成机制及规律特征；发展了基于分形几何的冰型定量描述方法；建立了结冰过程的溢流、传热传质及相变过程的数理模型及计算方法，相关成果为发展SLD结冰研究方法、改进现有结冰预测技术及防/除冰系统的设计方法、制定结冰条件下的安全飞行策略，以及国家重要基础设施——大型结冰风洞的运行使用提供了理论依据和技术支撑。