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电热除冰的热力耦合特性及其对冰层的影响研究
  • ISSN号:1672-9897
  • 期刊名称:实验流体力学
  • 时间:2012
  • 页码:23-28
  • 分类:V211.753[航空宇航科学与技术—航空宇航推进理论与工程;航空宇航科学技术] V328[航空宇航科学与技术—人机与环境工程]
  • 作者机构:[1]中国空气动力研究与发展中心空气动力学国家重点实验室,四川绵阳621000, [2]北京航空航天大学航空科学与工程学院,北京100083
  • 相关基金:国家自然科学基金委员会与中国民用航空局联合资助项目(批准号:61179075)
  • 相关项目:宏观尺度下耦合超疏水表面的振动除冰方法对飞机结冰的影响研究
中文摘要:

采用计算和实验相结合的方法,初步研究了电热除冰过程中的热力耦合特性及其对冰层的影响。在电加热条件下,耦合外部气动力载荷的作用,采用有限元方法计算了不同热流密度下表面冰层和蒙皮间界面法向和切向应力的分布,比较了加热/不加热条件下界面法向和切向应力分布的差别,研究了冰层最大主应力随热流密度的变化规律。研究发现,电加热条件下,在表面冰层融化前,热力耦合特性将造成冰层内部应力的显著增加,从而造成冰层局部区域的破裂,加速冰层的破坏。同时,设计的原理性实验结果验证了热力耦合特性对冰层的破坏影响。研究结果对于电热除冰理论和除冰技术的发展有现实意义。

英文摘要:

With computational and experimental method combined,the coupled thermo-mechanical characteristic in the ice is studied during the process of electrothermal deicing.The characteristics of interface normal and shear stress distributions between ice and airfoil are studied under different heat fluxes coupled with aerodynamic loading conditions by finite element method in this paper.The differences of normal and shear stress distributions between heated and unheated conditions are analyzed.The effects of heat flux on maximum principal stress are investigated.The study shows that coupled thermo-mechanical characteristic leads to remarkable increasing of stress in the ice under the condition of electrothermal deicing.Consequently,it results in crack in the ice and speeds up ice shedding before ice layer at surface begins to melt.The conclusion is validated by test for principle.The study will provide the technical support for the development of new deicing technique.

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期刊信息
  • 《实验流体力学》
  • 中国科技核心期刊
  • 主管单位:中国科学技术协会
  • 主办单位:中国空气动力学会
  • 主编:乐嘉陵
  • 地址:四川绵阳二环路南段6号13信箱11分箱
  • 邮编:621000
  • 邮箱:syltlx@126.com
  • 电话:0816-2463246 2463142
  • 国际标准刊号:ISSN:1672-9897
  • 国内统一刊号:ISSN:11-5266/V
  • 邮发代号:62-47
  • 获奖情况:
  • 中国科技论文统计用刊,航空、航天类中文核心期刊
  • 国内外数据库收录:
  • 美国化学文摘(网络版),荷兰文摘与引文数据库,日本日本科学技术振兴机构数据库,中国中国科技核心期刊,中国北大核心期刊(2008版),中国北大核心期刊(2011版),中国北大核心期刊(2014版)
  • 被引量:2351