基于Messinger扩展模型蒸发对结冰溢流特性的影响研究

传统Messinger扩展模型将蒸发简化为壁面温度的线性函数，以便推导冰层和水膜温度微分方程的原函数。但结冰过程中蒸发与壁面温度并非线性关系，若引入蒸发非线性计算式，冰层和水膜温度微分方程将无法推导出原函数。而且有研究者在应用Messinger扩展模型时忽略了蒸发对结冰的影响，在某些状态下可能造成较大误差。针对以上问题，本文对Messinger扩展模型做出改进。将冰层和水膜温度假设为带未知系数的线性方程，建立未知系数的隐示表达式，采用牛顿迭代对未知系数进行求解，以数值迭代代替方程推导。基于NACA0012翼型，对忽略蒸发以及采用不同蒸发计算式对结冰外形的影响进行了分析。通过计算不同环境温度下的结冰外形，并与FENSAP-ICE软件和试验冰形进行对比，验证了该改进方法的有效性。