1、飛機及發(fā)動機進口部件結冰是影響飛行安全的重大隱患之一。通常認為，結冰發(fā)生的原因是云層中含有溫度低于冰點的亞穩(wěn)態(tài)液態(tài)水，當飛機穿越由這些過冷水滴組成的云團時，便會在迎風部件表面發(fā)生結冰現(xiàn)象。研究表明，飛機結冰會破壞飛機的氣動外形，并影響其操縱性和穩(wěn)定性；嚴重的結冰可能造成機毀人亡的重大飛行事故。為了保證飛行安全，現(xiàn)代飛機的設計都嚴格執(zhí)行相關部門頒布的結冰條件適航規(guī)定，采用防、除冰系統(tǒng)來保障結冰環(huán)境條件下的安全飛行。
　　目前在大型商

2、用飛機上，普遍采用熱氣防冰系統(tǒng)。熱氣防冰系統(tǒng)通常從飛機發(fā)動機的壓氣機中引出帶有一定壓力的熱空氣，加熱需要防冰的部件，保證部件表面的溫度在冰點以上，從而避免撞擊到部件表面的過冷水滴在其表面發(fā)生凍結。對于不完全蒸發(fā)熱氣防冰系統(tǒng)，當過冷水滴撞擊到熱氣防冰表面后，未完全蒸發(fā)的液態(tài)水在氣動力作用下沿機翼表面向后流動形成溢流水。溢流水的流動換熱特性對確定熱防冰系統(tǒng)的加熱區(qū)域和加熱功率具有重要的影響。因此，研究考慮水膜效應的防冰表面流動換熱現(xiàn)象具有十

3、分重要的理論意義和工程實用價值。
　　本文主要圍繞飛機防冰表面的水膜流動換熱現(xiàn)象展開，對考慮水膜效應的防冰表面流動換熱機理進行研究。主要研究內容如下：
　　首先，本文對國內外水膜流動換熱研究進展進行了簡要的回顧，介紹了研究所涉及的一些基本概念和基本研究方法。在此基礎上，以ANSYS FLUENT軟件作為平臺，實現(xiàn)了空氣流場計算和水滴撞擊特性計算，為進一步開展防冰表面的水膜流動換熱研究創(chuàng)造了條件。
　　其次，本文基于機翼

4、表面水膜及空氣相互作用機理，建立了水膜與空氣的流動換熱模型。防冰表面水膜流動換熱模型考慮了氣動剪切力對水膜流動的驅動效應、水膜表面的對流換熱和汽化潛熱，得到了溢流水膜及空氣邊界層流動換熱的控制方程。通過與相關實驗數(shù)據(jù)的對比，對所提出的計算模型的準確性進行了驗證，并為進一步研究不同防冰狀態(tài)下的水膜流動換熱過程奠定了基礎。
　　再次，在防冰表面水膜流動換熱模型的基礎上，提出了連續(xù)水膜破裂后溪流流動的物理模型以及水膜破裂模型，并將計算結