沙粒碰撞平板模型的數值仿真研究.pdf

1、飛機在起飛、著落時，進入發(fā)動機的空氣含有的塵土、砂石、雜草和冰雪等異物顆粒，而這些異物顆粒進入發(fā)動機時，將有可能造成發(fā)動機故障，直接影響發(fā)動機的可靠性和使用壽命，并間接影響飛機的綜合作戰(zhàn)能力和飛行安全。本文結合國內外關于粒子碰撞的實驗研究及數值計算分析方面的研究成果，借助現(xiàn)代先進的計算方法，針對不同碰撞環(huán)境因素的影響下，沙粒與平板碰撞的反彈特性問題，進行討論和研究，旨在建立完善、可靠的碰撞模型及全面的反彈特性數據庫，并取得了一些有用的結

2、論，從而了解沙粒在風扇通道或粒子分離器中的碰撞特性，為指導發(fā)動機設計提供依據。
　　首先將沙粒與壁面的碰撞簡化為球狀粒子與平板的碰撞過程。利用LS-Prepost前處理器建立幾何模型、劃分網格并設置計算參數。通過ANSYS Mechanical Launcher啟動求解器進行碰撞仿真計算。利用LS-Prepost后處理器導出計算結果，并得到了初始條件對反彈特性的影響規(guī)律，基于能量分析法和牛頓定律對這些規(guī)律進行了分析。初始條件主要包

3、括沙粒的入射速度、角度、密度、平板的材料和平移速度。反彈特性主要包括碰撞時間、沙粒的滑移距離、反彈速度和角度。平板材料分為金屬材料和復合材料，兩類材料研究思路相同但本構方程不同。其中金屬材料有三種，分別為410Steeel、Ti-6Al-4V和2024Al，復合材料為國防工業(yè)用橡膠。金屬材料為本文研究的重點。
　　將整理后的計算結果導入到數據庫，得到反彈特性數據庫基礎表，以及金屬平板移動影響因子的子表。以VC++為平臺編寫程序，與