在之前的有一期說到，由於飛機機翼結冰計算的複雜性，工作室聯合航空院校及研究所，共同研發了基於Matlab的結冰計算軟件，本期就着重對該款軟件進行詳細介紹。不清楚之前機翼結冰相關背景知識的小夥伴可以看這個鏈接回顧一下：
https://mp.weixin.qq.com/s?__biz=MzU5NTkzMDgzOQ==&mid=2247483764&idx=1&sn=4033344c316e01db91237aa498f51be0&chksm=fe6b3accc91cb3dad032345ce33f6ea5bffe820d8f2bb4037c5c4188d1f80d0618893456a52e&token=84945298&lang=zh_CN#rd
1。軟件背景介紹
這款結冰程序命名爲Spring-Ice，結冰程序基於目前公開發表的結冰預測理論編寫而成，同時參考冰風洞試驗數據對程序進行了修正。該程序旨在提供一種臨界性與準確性兼顧的冰形計算工具（冰形計算器），以期應用於民機適航取證工作，作爲Lewice、Fensap軟件的補充和驗證工具。
Spring-Ice結冰程序從2017年12月開始正式的編寫工作，至2018年3月完成水滴軌跡計算。
2018年6月流場的計算由有限元法變更爲面元法。
2019年7月完成結冰模型程序的編寫。
2019年8月份完成與冰風洞試驗的對比以及界面製作。
2. 原理
Spring-Ice結冰程序主要模塊與原理如下：
1） 流場計算。流場計算採用面元法，提高了流場計算效率以及後續水滴軌跡的計算效率；
2） 水滴軌跡計算。採用拉格朗日法，並基於二分法預測水滴收集係數。目前針對二分法計算效率低的問題，研發團隊已經提出了特徵線插值法，準備用於下一版本的軟件升級。
3） 結冰模型。基於經典Messinger結冰模型預測結冰量。
程序界面如下圖所示：
圖1 Spring-Ice界面
實際的程序除上述三大塊原理部分還有必要的數據前後處理：
1） 前處理模塊主要針對輸入節點數目過多（高於150個點）數據進行簡化處理以提高計算效率，同時對輸入數據中的重複數據進行刪除。
2） 後處理模塊主要對產生冰形進行光順處理。
3） 數據輸出，根據輸入工況名稱輸出冰形數據。
3. 特點
和現有結冰程序相比，Spring-Ice結冰程序的特點包括以下幾個方面：
1） 計算模塊和方法儘可能與Lewice保持一致。
2） 經過冰風洞試驗的校準，該程序已內置合適的時間步，因此不需要設置時間步長等參數，只需輸入工況參數即可給出合適的結果。
3） 單個冰形的計算時間在五分鐘以內，計算效率較高。
4） 程序具有對大弦長翼型（超過1m）的準確結冰模擬能力，優於Lewice。
5） 程序具備下冰角的模擬能力。
4. 計算效果
對NACA0012、GLC-305、LTHS、NLF0414等翼型典型冰形進行計算，並與冰風洞試驗結果進行對比。相應計算結果如圖1-6所示。
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（a）1-1 |
（b）1-2 |
圖1 NCAC0012
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（a）2-1 |
（b）2-2 |
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圖2 GLC-305 |
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圖3 LTHS |
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圖4 NLF0414 |
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最後，對這款軟件有興趣的企事業單位，歡迎與工作室管理員聯繫，扣扣：3045552826，微信：CAE320。
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