[发明专利]冲击-热气膜复合式防冰结构设计方法

权利要求书

1.一种冲击-热气膜复合式防冰结构设计方法，包括以下几个步骤：

步骤一：根据适航规章和国军标确定防冰设计状态点，包括外流场主流温度T，主流速度u，液态水含量LWC，水滴直径d；

步骤二：计算最大局部水收集系数β_max，水滴撞击极限S_L，根据局部水收集系数β的分布及外壁面防冰极限温度t_w0＝2℃计算驻点所需热流密度

步骤三：结构设计分为初步设计和详细设计两个阶段，初步设计阶段，确定防冰方案与两种初步构型，防冰方案为冲击-热气膜复合式防冰，两种初步构型为通缝、离散孔；详细设计阶段，首先通过二维计算进行特性研究，得到气膜加热特性及水滴撞击特性，确定防冰方案的可行性及孔形优化的方式，接着通过三维计算，确定结构的初步构型及求解方法，最后通过三维数值模拟，确定各结构参数，确定最终构型；

步骤四：确定驻点区和气膜缝后区域的供气需求，即供气温度与流量关系，对于防冰结构表面上的驻点区，气膜缝后区域，给定引气流量确定需求的热气温度T_h，得出曲线；当给定引气流量时，通过曲线能够得到防冰要求所需求的最低供气温度；

步骤五：获取整体需求供气参数，取驻点区和气膜缝后区域两个区域供气区间的交集，并根据材料的耐温限制T_max，及最大最小引气流量和得出供气范围；

步骤六：判断供气参数能否满足实际条件，若不在实验可提供的引气流量、温度或材料耐温限制内，则返回重新进行结构设计，若满足实际条件，则继续下一步；

步骤七：确定防冰结构和相应的供气参数，防冰结构包括该冲击-热气膜复合式防冰结构的开缝方式、相对冲击距、气膜缝宽度、气膜缝位置；供气参数包括热气质量流量、热气温度、热气压力。