沙粒碰撞平板模型的數(shù)值仿真研究.pdf

1、飛機(jī)在起飛、著落時(shí)，進(jìn)入發(fā)動機(jī)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(jìn)入發(fā)動機(jī)時(shí)，將有可能造成發(fā)動機(jī)故障，直接影響發(fā)動機(jī)的可靠性和使用壽命，并間接影響飛機(jī)的綜合作戰(zhàn)能力和飛行安全。本文結(jié)合國內(nèi)外關(guān)于粒子碰撞的實(shí)驗(yàn)研究及數(shù)值計(jì)算分析方面的研究成果，借助現(xiàn)代先進(jìn)的計(jì)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(jìn)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(shù)據(jù)庫，并取得了一些有用的結(jié)

2、論，從而了解沙粒在風(fēng)扇通道或粒子分離器中的碰撞特性，為指導(dǎo)發(fā)動機(jī)設(shè)計(jì)提供依據(jù)。
　　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(wǎng)格并設(shè)置計(jì)算參數(shù)。通過ANSYS Mechanical Launcher啟動求解器進(jìn)行碰撞仿真計(jì)算。利用LS-Prepost后處理器導(dǎo)出計(jì)算結(jié)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(jìn)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(shí)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(fù)合材料，兩類材料研究思路相同但本構(gòu)方程不同。其中金屬材料有三種，分別為410Steeel、Ti-6Al-4V和2024Al，復(fù)合材料為國防工業(yè)用橡膠。金屬材料為本文研究的重點(diǎn)。
　　將整理后的計(jì)算結(jié)果導(dǎo)入到數(shù)據(jù)庫，得到反彈特性數(shù)據(jù)庫基礎(chǔ)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