淺說飛機(jī)加油時(shí)的數(shù)值模擬

前言：本站為你精心整理了淺說飛機(jī)加油時(shí)的數(shù)值模擬范文，希望能為你的創(chuàng)作提供參考價(jià)值，我們的客服老師可以幫助你提供個(gè)性化的參考范文，歡迎咨詢。

一、概述

油箱中不同位置的壓力、溫度、速度等參數(shù)均呈不穩(wěn)定狀態(tài)，利用解析法或?qū)嶒?yàn)?zāi)M的手段很難進(jìn)行準(zhǔn)確研究，本文利用FLUENT對此進(jìn)行模擬，分析過程中的參數(shù)變化情況。不同型號飛機(jī)的油箱結(jié)構(gòu)有所區(qū)別，但又具有共同特點(diǎn)。以A320外翼油箱為例，建立二維模型，油箱長1.35米，高度0.7米，在模型中設(shè)立兩個(gè)擋板，以減小燃油的振蕩。為了減少靜電產(chǎn)生，通常加油管口距離油箱底100-200mm[6]，所以在模擬過程中，假設(shè)加油口距離油箱底部0.1m，與水平呈5°角。根據(jù)以上要求建立的二維油箱模型，設(shè)定一個(gè)速度入口，三個(gè)壓力出口，利用Gambit完成網(wǎng)格劃分。根據(jù)飛機(jī)地面壓力加油系統(tǒng)通用規(guī)范的相關(guān)規(guī)定，油箱入口出的速度不能超過3m/s。參考飛機(jī)地面壓力加油系統(tǒng)通用規(guī)范中對于加油時(shí)間的規(guī)定，選擇2m/s、1.5m/s、1.2m/s三個(gè)加油速度進(jìn)行模擬，比較不同情況下油箱內(nèi)燃油流動狀態(tài)，選出最為合適的加油速度。

二、模擬及分析

同一時(shí)刻，以不同速度進(jìn)行加油時(shí)，油箱內(nèi)的流體成分輪廓圖。對比可以看到，2m/s時(shí)流動狀態(tài)最復(fù)雜，飛濺最大；1.2m/s的速度較為理想，但是如果以這樣的速度進(jìn)行加油，則加油時(shí)間相對較長，綜合考慮，1.5m/s的速度是最優(yōu)選擇。計(jì)算1.5m/s速度時(shí)，某一時(shí)間點(diǎn)的氣相折算速度、液相折算速度，對比曼德漢流型圖，可以判斷該時(shí)間點(diǎn)的流型。根據(jù)計(jì)算得出的氣液流速，以及氣液相所占比例，可估算出氣液流速，得到氣相折算速度vsl=0.81m/s、液相折算速度vsg=0.36m/s。依據(jù)曼德漢流型圖判斷，此時(shí)的流型屬于泡狀流。根據(jù)氣泡流型的特點(diǎn)：兩相管流在氣泡流型穩(wěn)定運(yùn)行時(shí)，一般無明顯的壓力波動，所以可知，在以1.5m/s速度加油時(shí)，油箱內(nèi)無明顯壓力波動。可以采用這個(gè)速度。

三、結(jié)論及展望

由于加油過程的復(fù)雜性，例如通氣系統(tǒng)的邊界條件處理等均存在一定困難，有待深入地展開研究。

作者：孫華淼單位：上海浦東國際機(jī)場航空油料有限責(zé)任公司