过冷水滴形态变化的动力学机理和表面粗糙度的形成过程研究

项目名称： 过冷水滴形态变化的动力学机理和表面粗糙度的形成过程研究

项目编号： No.11402114

项目类型： 青年科学基金项目

立项/批准年度： 2014

项目学科： 数理科学和化学

项目作者： 朱程香

作者单位： 南京航空航天大学

项目金额： 26万元

中文摘要： 本课题以提高飞机结冰数值模拟精度为背景，主要研究过冷水滴撞击物面后的形态变化、表面粗糙度演化的物理机理和新的数学描述方法。建立不可压缩过冷水滴-可压缩空气的两相流流场动力学模型；在考虑水的不可压缩性基础上，理论推导出一个新的针对水气两相流问题的界面边界条件，并采用Ghost Fluid Method（GFM）方法处理水气边界问题；运用界面追踪方法,结合自适应网格技术加密水滴流场，精确捕捉过冷水滴-空气和过冷水滴-固壁界面，准确模拟过冷水滴撞击表面后发生的变形、破碎、反弹、飞溅现象，提高表面水滴撞击特性的预测精度。针对附着在表面的水滴形成的不同形态分别建立受环境因素制约，且随时间和空间变化的粗糙度模型和数学表述方法，提高结冰表面粗糙度的计算精度。将水滴形态动力学模型和动态粗糙度模型融入结冰数值模拟程序，提高水滴撞击范围、冻结范围、冰形的预测精度，为高精度飞机结冰数值模拟方法提供基础理论支撑。

中文关键词： 水滴形态变化；动力学机理；表面粗糙度；演变规律；

英文摘要： In this project, physical mechanism and new mathematical description methods for the super cooled water droplets impacting on the surfaces and roughness formation process are studied in details to improve the prediction precision of ice accretion. Two pha

英文关键词： droplet morphologic change；dynamic mechanism；surface roughness；evolution rule；