题目：非对称发动机进气道水滴撞击模拟及热载荷研究

发动机进气道的结冰是飞机部件结冰中最危险的情况，它不仅破坏了进气道气动外形，降低了发动机的功率，增大了飞行负载，而且当进气道内的冰层脱落时，将导致发动机损伤或停车等严重后果。因此，发动机进气道的防冰十分重要。本文首先对某非对称发动机进气道进行了二维简化，给出了简化后的进气道截面模型。确定了计算域，并利用四边形结构网格，对进气道前缘和分流隔板的计算域进行了网格划分。利用流体力学软件FLUENT，计算了不同飞行条件下的进气道流场。在进气道流场计算的基础上，用Gill方法对水滴运动控制方程进行了数值求解，编制了进气道水滴撞击模拟的可视化通用程序，应用此程序能够得到水滴运动轨迹，确定水滴的撞击极限、总收集系数和局部收集系数等水滴撞击特性参数。以NACA0012为例进行了计算，计算结果与国外文献的对比验证了该程序的正确性和通用性。在此基础上，分析了飞行高度和飞行速度对进气道水滴撞击特性的影响。在确定了水滴撞击区和局部收集系数，以及进气道结冰表面热平衡分析的基础上，计算了防冰区内的表面温度和热载荷分布。研究了飞行高度、飞行速度、环境温度、空气液态水含量等参数对防冰热载荷的影响，为进气道防冰系统的设计计算奠定了基础。最后，阐述了进气道结冰极限的计算理论，计算了不同状态下的结冰极限，为判断给定状态下状态进气道表面是否结冰提供了依据。