目前全球在役主流現代大型客機（安裝渦扇發動機）的機翼都安裝有機翼防/除冰系統（IPS）。那么飛機設計人員是如何確定機翼的哪個地方需要安裝IPS的呢？

設計人員首先要知道機翼會結什么樣的冰，然后要獲取機翼結冰對飛機氣動特性的影響，再對比飛機氣動要求來布置機翼IPS。

整個過程說起來很簡單，但是所涉及工作繁多，需要大量的計算和試驗（結冰風洞試驗、測力風洞試驗）。下面從這個過程中需要的數值模擬方法方面給大家管中窺豹一下！

機翼會結什么樣的冰？

這個其實說來話長，長到適航規章專門用一個附錄C、一個附錄O來規定結冰的氣象條件。而飛機設計機構還要給出每個飛行階段的飛行包線、狀態來定義飛行條件。設計人員需要通過計算、結冰風洞試驗從上述條件中確定每個飛行階段對飛機氣動特性影響最惡劣的冰形。需要說明的是為了降低結冰風洞試驗的堵塞堵，需要在進行結冰風洞之前需要進行混合翼設計。同時為了試驗狀態在試驗設備的能力包線之內，需要進行結冰試驗參數相似轉換。

                                                            冰形的計算（二維）

混合翼設計

                                                      冰風洞試驗

機翼結冰對氣動特性的影響

飛機本身外形就特別復雜，流動就更復雜了。為了獲取飛機結冰前后的氣動特性，需要進行全機氣動力的計算。在計算前需要進行全機計算網格生成。全機計算網格生成一般分為結構網格生成和非結構網格生成。

                                                  全機流動復雜

全機結構網格拓撲

                                                全機非結構網格

計算后處理

飛機帶冰前后計算結果的后處理，可用Tecplot或者CFD-Post進行。一般是氣動力提取、空間流線、云圖。

                                                                       帶冰前后升力系數曲線

                                                                云圖

在整個機翼防冰布局方案設計過程中，團隊在全機網格生成、流場計算、水機撞擊特性計算、二維結冰計算、計算結果后處理、混合翼設計、結冰參數相似性轉換，冰形三維成型都全面掌握應用。

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