申请/专利权人：中国空气动力研究与发展中心计算空气动力研究所

申请日：2023-10-18

公开（公告）日：2024-04-19

公开（公告）号：CN117494400B

主分类号：G06F30/20

分类号：G06F30/20;G06F17/11;G06F119/08;G06F113/08

优先权：

专利状态码：有效-授权

法律状态：2024.04.19#授权;2024.02.23#实质审查的生效;2024.02.02#公开

摘要：本发明公开了强对流条件下低温平板干模态结霜相似因素获得方法，涉及结霜行为预测领域，包括：对低温平板干模态结霜进行模拟，构建霜层对应的能量守恒方程和质量守恒方程；基于无量纲温度、无量纲霜层厚度、无量纲结霜时间、无量纲湿度和无量纲霜层密度对质量守恒方程进行处理得到无量纲质量守恒方程；基于无量纲温度、无量纲霜层厚度、无量纲湿度和无量纲霜层热导率对能量守恒方程进行处理得无量纲能量守恒方程；对无量纲质量守恒方程和无量纲能量守恒方程进行分析获得强对流条件下低温平板干模态结霜相似因素结果，本方法能够获得强对流条件下低温平板干模态结霜相似因素。

主权项：1.强对流条件下低温平板干模态结霜相似因素获得方法，其特征在于，所述方法包括：步骤1：对低温平板干模态结霜进行模拟，根据霜层表面处的传热平衡关系构建霜层对应的能量守恒方程，以及根据霜层质量变化率与水蒸气相变速率的关系构建霜层对应的质量守恒方程；步骤2：获得与低温平板干模态结霜相关的特征值，包括：无量纲温度、无量纲霜层厚度、无量纲结霜时间、无量纲湿度、无量纲霜层密度和无量纲霜层热导率；基于无量纲温度、无量纲霜层厚度、无量纲结霜时间、无量纲湿度和无量纲霜层密度对质量守恒方程进行处理得到无量纲质量守恒方程；基于无量纲温度、无量纲霜层厚度、无量纲湿度和无量纲霜层热导率对能量守恒方程进行处理得无量纲能量守恒方程；步骤3：对无量纲质量守恒方程和无量纲能量守恒方程进行分析获得强对流条件下低温平板干模态结霜相似因素结果；无量纲温度采用以下公式计算获得： 其中，θ为无量纲温度，T为霜层x处的温度，Tw为低温平板温度，Td为来流露点温度；无量纲霜层厚度采用以下公式计算获得： 其中，δb为无量纲霜层厚度，为霜层平衡热导率，h为对流换热系数，θa为来流空气的无量纲温度；无量纲结霜时间采用以下公式计算获得： 其中，η为无量纲结霜时间，ξ为霜层特征生长速率；无量纲湿度采用以下公式计算获得： 其中，ω为无量纲湿度，ρ为水蒸气密度，ρsaθw为无量纲冷面温度所对应的饱和水蒸气密度，ρv为来流水蒸气密度；无量纲霜层密度采用以下公式计算获得： 其中，为无量纲霜层密度，ρf为x处的霜层密度，ρf0为结霜初始时刻的霜层密度；无量纲霜层热导率采用以下公式计算获得： 其中，κf为无量纲霜层热导率，kf为x处的霜层热导率，kf0为初始霜层热导率；无量纲质量守恒方程为： 其中，δ为无量纲霜层厚度，τ为无量纲结霜时间，ωsaθs为无量纲霜面温度所对应的无量纲饱和湿度；无量纲能量守恒方程为： 其中，为无量纲霜层平均热导率，θs为无量纲霜面温度，hm为水蒸气对流传质系数。

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