论文摘要：电脉冲除冰过程的数值模拟

飞机部件表面结冰会破坏其气动外形，导致阻力增加，操纵性、稳定性下降，最终对飞行安全构成很大的威胁，因此对于飞机防除冰的相关研究更加迫切。电脉冲除冰是上世纪80年代以来在国外兴起的技术，利用快速作用的脉冲力使蒙皮表面冰破碎，比起传统的防除冰方法，其具有结构简单、能耗少、效率高、重量轻等优点。本文首先介绍了电脉冲除冰的工作原理，建立了电动力学模型并计算了系统中相关的参数，评价了影响脉冲力和除冰效果的因素。自行设计制作电脉冲除冰实验，并将理论与实验进行了对比，同时通过人工结冰实验，验证了电脉冲除冰方法的可行性，并为实验的深入研究提出了建议。同时进行了ANSYS仿真，数值模拟平板和机翼在单个脉冲线圈作用下的情况。最终得出结论，峰值电流的大小将直接影响脉冲力的大小，是直接决定除冰效果好坏的关键。蒙皮受到的脉冲力随着充电电压升高而增大，随线圈尺寸增大、蒙皮厚度增大以及导电率增加而增加，随线圈与蒙皮间距减小而增大，而且作用在蒙皮上的脉冲力使得蒙皮是在弹性范围内运动，不会对其造成破坏。目前，已有研究结果证实了电脉冲除冰技术研究的必要性，相关研究还在深入进行。