基于PHengLEI的非稳态电热除冰过程仿真

为了填补国产自主可控CFD软件风雷平台的防除冰功能开发的空白,本文建立了电热除冰计算模型、计算方法和非稳态导热模型,并在国家数值风洞风雷平台（PHengLEI）基础上,集成了非稳态电热除冰计算和非稳态导热计算功能。通过与主流商业CFD软件仿真结果和实验数据的对比,验证了导热和非稳态电热除冰程序的准确性。针对某飞行工况进行了电热除冰计算,通过对表面溢流水、表面温度、结冰量的计算结果分析,发现合理布局加热片、设计加热热流密度和电热除冰控制率,可实现电热除冰系统的安全运行和能源的高效利用。     

低频振动对超疏水电热除冰方法的增益效果探究

飞机结冰会给飞行安全带来严重损害。针对除冰问题,本文提出了一种超疏水电热低频振动复合式除冰方案。通过热压合工艺制备了电热薄膜,以喷涂方式在薄膜上制备了超疏水表面,并在超疏水电热薄膜的基础上复合低频振动器件,完成了超疏水电热低频振动复合除冰装置的设计制备,同时进行了冰风洞验证试验。结果表明,超疏水电热低频振动复合方法能有效除冰。对试验结果进行了理论分析,认为微小功率的低频振动产生的机械剪切作用是促使冰脱落的主要原因。低频振动的添加对超疏水电热复合除冰方案有显著增益效果,在飞机除冰领域有一定的实际应用潜力。     

基于碳纳米管薄膜的新型电热防除冰系统设计及其应用性能

对新型化学气相沉积法（CVD法）制备的碳纳米管薄膜（CNTF）的相结构和微观形貌进行了表征。根据CNTF内的碳纳米管杂乱交错,排列无规则,但孔隙率较高的微观结构特点,提出了基于这种CNTF的飞机电热防除冰系统的设计方案及其制备工艺流程。该方案采用了CNTF和环氧树脂等轻质材料,对样件制备工艺进行了探讨和优化。通过电发热特性测试及防除冰功能测试对此种新型电热防除冰系统样件的电热性能进行了研究。试验结果表明,此种新型电热防除冰系统结构简单,质量小,易于与飞机铝合金蒙皮相结合,有利于减小飞机空重,降低飞行成本;在电热过程中获得的有效平均温度为47℃,可有效地加快冰层融化,在实际应用中具有良好的前景。     

超疏水电热薄膜对溢流冰的抑制效果探究

溢流冰会对飞行安全与操纵品质造成重大影响.本文将电热方法与超疏水表面法二者结合,探究超疏水电热薄膜对溢流冰的抑制效果.以聚酰亚胺为基底,制备了超疏水电热薄膜,进行了润湿性能测试,证明制得的薄膜具有良好的超疏水性.对超疏水电热薄膜进行了冰风洞试验验证,证明了超疏水电热薄膜在多种结冰环境下对溢流冰均有明显抑制作用.通过分析...     

压电热弹性体开口壳的响应分析

根据广义的Hamilton变分原理推导出了压电热弹性体非齐次的Hamilton正则方程。结合压电热弹性体平衡方程和热平衡方程,成功地导出了压电热弹性体机、电、热耦合问题的齐次状态方程。将非齐次方程转化为齐次方程不仅使问题变得大为简化,同时也减少了数值计算的工作量。数值实例研究了温度载荷和力载荷作用下压电热弹性材料四边简支层合开口壳的响应问题。     

用于碳纤维复合材料的电热除冰技术实验研究

 针对碳纤维复合材料机翼的电热除冰技术研究现状,提出了采用多层材料结构的电热除冰垫技术方案.该电热除冰垫各层均由具有不同热功能的材料构成,其中部分材料为根据性能需要自行制备得到的.采用有限容积法(FVM)对除冰垫的性能进行了数值模拟,确定了隔热层厚度,验证了加热回路的均匀性.根据所确定的方案制备了电热除冰垫,并利用自行搭建的除冰验证装置对该电热除冰垫的性能进行了实验研究,得到了加热热流密度、来流风速、来流与除冰表面间夹角对除冰性能的影响规律.研究表明,该电热除冰垫具有良好的除冰性能,除冰方案可行.     

超疏水表面材料在电热防/除冰系统应用中的节能原理分析

近年来,超疏水表面材料以其在各个领域中的巨大应用价值引起了人们的广泛关注。首先介绍了超疏水表面材料在电热防/除冰系统中的最新研究进展和实验结果,即超疏水表面材料可以有效减小机翼表面与冰层之间的粘性力,抑制溢流冰层的形成,节省大量电能;然后从能量守恒的角度,详细分析了超疏水表面材料在电热防/除冰系统应用中的节能原理,并探讨了超疏水表面材料在直升机旋翼桨叶电热防/除冰系统中应用的可能性,为国内开发高效、节能的电热防/除冰系统提供理论参考。     

等离子体激励与电加热式防冰性能对比

飞机结冰威胁飞行安全，针对这一问题，通过记录结冰动态过程及测量表面温度变化对比研究了布置在NACA0012翼型上的等离子体激励、电阻丝电热及石墨烯电热在结冰风洞中的防冰性能。结果表明：在输入功率相同的情况下，等离子体激励和石墨烯电热均能有效地实现防冰，而电阻丝电热在无热源区域无法完全预防结冰。红外测量结果表明：石墨烯电热膜加热后表面最高温度低于其他2种方法。然而，由于其均匀的加热特性，整个加热表面的最低温度保持在0℃以上，足以防止结冰。对于等离子体激励和电阻丝电热，二者表面的温度分布具有不均匀性，通过散热性能对比，等离子体激励要高于电阻丝电热。等离子体激励通过在近壁面气体放电直接加热激励器周围的来流冷空气与过冷水滴，而电阻丝加热对绝缘介质的热传导性能差，无法有效增加周围热量致使容易在无热源区域结冰。     

CJ818客机尾翼周期电热除冰系统计算分析

针对CJ818客机尾翼的周期电热除冰系统进行计算分析,内容涉及尾翼的周期电热除冰系统的初步设计、加热条布置方式、外流场CFD计算、水滴撞击特性计算、防护范围以及加热条功率的确定等。计算了最佳加热功率时尾翼蒙皮在加热条中心上方和间隙上方的温度分布以及随时间的变化情况,并由此判断一定周期之后该周期电热除冰系统是否达到系统设计的要求。     

周期电加热控制律对除冰表面温度的影响

研究周期性电热除冰系统加热控制律对表面温度的影响是进行系统设计和优化的前提.在采用焓法模型对二维电热除冰系统矩形单元的瞬态传热模型进行建模的基础上, 采用控制容积法全隐格式求解控制微分方程, 对周期性电热除冰表面的温度进行了计算.分析了影响表面温度的主要因素, 得到表面温度与加热控制律的关系, 结果表明:供电热流密度的大小和供电周期对系统除冰效果有重要影响, 需要合理匹配.      

微波电热推进

微波电热推进孙再庸，毛根旺，何洪庆（西北工业大学航天工程学院，西安，７１００７２）１微波电热推进的工作原理为了实现星际航行，需要发展小推力、高比冲、长寿命的推进系统。８０年代美国ＮＡＳＡ等机构［１￣６］率先开展了微波电热推进（ＭＥＴ──Ｍｉｃｒｏｗａ...     

碳纤维树脂基复合材料电热损伤温度场研究

为了研究碳纤维树脂基复合材料(CFRP)电热损伤过程中的温度场分布问题,使用电热损伤测试系统测试了碳纤维树脂基复合材料通电后的表面温度分布并使用ABAQUS软件对碳纤维树脂基复合材料直接通电过程进行了模拟。结果表明,实验值与模拟结果吻合性较好,在4A、6A、8A电流作用下,CFRP表面温度随时间基本呈线性增加,在160 s左右达到稳定状态,稳定温度分别为162℃、17 7℃和195℃并且不随通电时间而变化。说明该测试系统和计算模型可以正确处理CFRP通电后温度场问题,为复合材料电热损伤合理选取通电参数提供理论依据。     

冰脱落对电热除冰传热特性的影响研究

冰脱落对电热除冰传热特性的影响是电热除冰过程中的重要特征.采用有限体积法和混合网格技术,基于热焓方法将传统的相变传热模型应用到电热除冰计算中,研究了冰脱落对电热除冰传热特性的影响,主要研究了加热模式和加热单元间隔对除冰结构传热特性的影响.研究发现:无间隔除冰单元是有间隔除冰单元的特殊情况,其蒙皮表面温度历程在本质上是一致的.冰脱落后,无间隔除冰单元蒙皮表面温度开始剧烈上升然后逐渐缓慢上升.而对于有间隔除冰单元,随着间隔上加热功率的降低,温升过程逐渐缓和.单元间隔的加热功率降低到一定程度时,表面温度出现温降过程.当传递到蒙皮表面的热量和对流换热带走的热量差逐渐趋于稳定时,表面温度又开始逐渐稳定的上升.     

DRD-1型电热镦机及其工艺

电热镦工艺广泛应用于汽车、拖拉机、坦克和内燃机车等制造行业中,近年来陆续发展到航空发动机部门,并把它用于制造发动机叶片锻件的毛坯。西德曾经用电热镦工艺进行了直径44.5毫米、长300毫米的钛合金棒料的金属集聚,用作锻造风扇叶片的毛坯。因此应用此工艺进行叶片毛坯的精化,改进叶片锻造工艺,可为毛坯的精密锻造创造有利条件。电热镦工艺是利用工件本身的电阻,将工件通以低电压大电流,边加热边镦粗成形的过程,在工件的端头或中间部位逐步形成局部金     

直升机旋翼防除冰设计与分析

旋翼防除冰是保证直升机在中等结冰条件下安全飞行的基本功能,目前,国内旋翼防除冰技术还未应用于工程设计。本文从旋翼防除冰设计出发,分析研究电热防除冰方法和防除冰控制律,电热防除冰设计涉及的旋翼防冰范围,热力计算以及防除冰加热方法。     

微波电热推进

微波电热推进微波电热推进是一种新颖的推进方式，且有广阔的发展和应用前景，它具有小推力、高比冲、长寿命和机动性好等特点，尤其适用于轨道站和空间飞行器的机动飞行。由微波发生器产生的微波，在腔体（相当于燃烧室）内产生等离子发生区，工质（即工作气流）经过该区...     

直升机的防除冰系统

介绍了直升机结冰的基本情况和国内外防、除冰技术研究的现状,明确了电热防、除冰方法目前依然是解决直升机结冰问题最好也是最成熟的方法。对直升机电热防、除冰系统研发所涉及到的结冰理论计算、冰风洞结冰试验、加热元件设计与布置、加热控制率和系统综合评估几方面进行阐述,指出了防、除冰系统研发的大致过程及应注意的问题,为实际系统的研究开发提供有益的参考。     

四边简支压电热弹性体层合开口壳的精确解

根据压电热弹性体的本构关系和热传导关系的相似性,通过增维方式将热传导关系写进压电热弹性体的本构关系中,直接得到了一个新的增维的压电热弹性体本构关系。依据此增维的本构关系,结合压电热弹性体平衡方程和热平衡方程,成功地导出了压电热弹性体层合开口壳机、电、热耦合问题的齐次状态方程。这类方法大大简化了人们在分析压电热弹性体耦合问题时通常要求解的非齐次微分方程和关于温度的平衡方程和导热方程的二阶微分方程的繁琐方法,同时,齐次状态方程的提出大大减少了数值计算的工作量。     

CFRP复合材料电热特性及力学性能测试与分析

采用自主研制的电热损伤实验装置,通过CFRP试样电流、温度场的测试,给出了CFRP试样的电热温度与电流强度之间呈线性递增的关系;通过力学性能的测试,初步揭示了CFRP材料随电加热温度的提高,其拉伸强度呈现"增加—稳定—降低"的趋势;弹性模量及泊松比均呈现"降低—稳定—降低"的趋势。还通过电镀工艺优化和预紧力的精确控制,成功解决了CFRP试样与电极接触电阻过大和不稳定的难题。电镀铜处理试样的接触电阻可控制在0.39Ω以下,且具有良好的重复性。     

航空发动机整流器叶片与内外环连接的新工艺及设备

介绍了航空发动机整流器叶片与内外环电热铆接的基本原理，阐述了工艺方法及其设备的基本特点，并通过实际应用与原来的氩弧焊工艺进行了比较。