离散多相：翼型结冰

当飞机通过含有过冷液体水滴的空气时，液滴可能会影响飞机表面并形成冰层。机翼表面结冰会改变机翼的空气动力属性，并会导致升力损失，拖曳力增大，还会改变压力分配。Simcenter STAR-CCM+ 提供模拟翼型冰的方法。该方法使用离散多相模型来展示翼型周围空气的液滴。

本教程中模拟的这种情况包括结冰隧道中的二维翼型。这种情况选自对于冰的形成和结冰对现代翼型影响的 NASA 研究 ([979])。

在该模拟中，空气的多相混合物和水滴在理想化的二维翼型上方以较低温度和湍流状态流动。该混合物以 129 m/s 的速度在 X 方向上流动。该液滴是直径为 2.1E-5 m 的水颗粒。该液滴体积分数相对于空气来说，达到 3.42E-7。

本教程中使用的几何体如下所示。

在 DMP 方法中，背景空气会因拖曳力和热传递而影响水滴。但水滴不会对空气产生任何影响。液滴相的液体成分已转到翼型表面作为液膜。因此，具有液膜属性的壳区域已创建于翼型表面上。液滴影响壳区域并形成液膜。

翼型表面上的液膜变成冰。随着结冰越来越厚，翼型形状必将改变。Simcenter STAR-CCM+ 将膜中的冰体积转换为机翼表面相应的变形。使用网格变形变形机翼形状后， Simcenter STAR-CCM+ 删除液膜层的冰体积。以这种方式将壳区域的形状变化会反映翼型表面上的积冰。