結(jié)冰的案例
飛機(jī)結(jié)冰的那些事（2） Spring-Ice結(jié)冰軟件介紹
在之前的有一期說到，由于飛機(jī)機(jī)翼結(jié)冰計(jì)算的復(fù)雜性，工作室聯(lián)合航空院校及研究所，共同研發(fā)了基于Matlab的結(jié)冰計(jì)算軟件，本期就著重對(duì)該款軟件進(jìn)行詳細(xì)介紹。不清楚之前機(jī)翼結(jié)冰相關(guān)背景知識(shí)的小伙伴可以看這個(gè)鏈接回顧一下：
http://www.yqgqt.org.cn/content/post/536720
1。軟件背景介紹
這款結(jié)冰程序命名為Spring-Ice，結(jié)冰程序基于目前公開發(fā)表的結(jié)冰預(yù)測(cè)理論編寫而成，同時(shí)參考冰風(fēng)洞試驗(yàn)數(shù)據(jù)對(duì)程序進(jìn)行了修正。該程序旨在提供一種臨界性與準(zhǔn)確性兼顧的冰形計(jì)算工具（冰形計(jì)算器），以期應(yīng)用于民機(jī)適航取證工作，作為Lewice、Fensap軟件的補(bǔ)充和驗(yàn)證工具。
Spring-Ice結(jié)冰程序從2017年12月開始正式的編寫工作，至2018年3月完成水滴軌跡計(jì)算。
2018年6月流場(chǎng)的計(jì)算由有限元法變更為面元法。
2019年7月完成結(jié)冰模型程序的編寫。
2019年8月份完成與冰風(fēng)洞試驗(yàn)的對(duì)比以及界面制作。
2. 原理
Spring-Ice結(jié)冰程序主要模塊與原理如下：
1） 流場(chǎng)計(jì)算。流場(chǎng)計(jì)算采用面元法，提高了流場(chǎng)計(jì)算效率以及后續(xù)水滴軌跡的計(jì)算效率；
2） 水滴軌跡計(jì)算。采用拉格朗日法，并基于二分法預(yù)測(cè)水滴收集系數(shù)。目前針對(duì)二分法計(jì)算效率低的問題，研發(fā)團(tuán)隊(duì)已經(jīng)提出了特征線插值法，準(zhǔn)備用于下一版本的軟件升級(jí)。
3） 結(jié)冰模型。基于經(jīng)典Messinger結(jié)冰模型預(yù)測(cè)結(jié)冰量。
展開 淺談飛機(jī)冬季飛行的結(jié)冰問題
天線結(jié)冰，影響無線電的接收和發(fā)射，甚至通訊中斷，強(qiáng)烈積冰能使天線同機(jī)體相接，發(fā)生短路，無線電航行設(shè)備失靈。
三、結(jié)冰的預(yù)防和處置措施
飛機(jī)結(jié)冰對(duì)飛行有很大的影響，它不僅妨礙飛行任務(wù)的完成，有時(shí)甚至有可能危及飛行安全；同時(shí)，我們也還有一些老式飛機(jī)，防冰性能差，但我們也不能有結(jié)冰天氣就不飛，因此，預(yù)防和正確處置結(jié)冰是極其重要的。
1、飛行前的準(zhǔn)備工作。（1）飛行前認(rèn)真的研究航線天氣及可能結(jié)冰的情況，做好防結(jié)冰準(zhǔn)備是安全飛行的重要措施。結(jié)冰主要發(fā)生在有過冷水滴的云中，飛行前應(yīng)仔細(xì)了解飛行區(qū)域的云、降水和氣溫的分布，以及0℃等溫線的高度。較強(qiáng)的結(jié)冰多發(fā)生在云中溫度為-2℃到-10℃的區(qū)域內(nèi)，因此要特別注意-2℃和-10℃等溫線的高度。（2）結(jié)合飛機(jī)的性能、結(jié)構(gòu)和計(jì)劃的航線高度、飛行速度等因素，判斷飛行區(qū)域結(jié)冰的可能性和結(jié)冰的強(qiáng)度。同時(shí)，確定避開結(jié)冰區(qū)或安全通過結(jié)冰區(qū)的最佳方案。（3）檢查防冰裝置，清楚飛機(jī)表面已有的結(jié)冰、雪和霜。同時(shí)檢查飛行操縱有無卡阻的現(xiàn)象。
2、飛行中的措施。（1）空中飛行時(shí)，根據(jù)當(dāng)時(shí)溫度（建議在+10℃以下）和結(jié)冰的條件（云、降水等）及時(shí)使用發(fā)動(dòng)機(jī)防冰，當(dāng)在駕駛艙風(fēng)擋邊緣有結(jié)冰時(shí)，應(yīng)打開機(jī)身防冰系統(tǒng)，當(dāng)飛機(jī)脫離結(jié)冰區(qū)后，也不要立即將防冰系統(tǒng)關(guān)閉，讓其工作5分鐘以后再關(guān)，以防飛機(jī)帶冰飛行。（2）在使用防冰系統(tǒng)后，發(fā)動(dòng)機(jī)功率仍在減小，飛行速度仍在降低，此時(shí)結(jié)冰情況可能比較嚴(yán)重，而且防冰系統(tǒng)不足以將冰除掉，應(yīng)立即請(qǐng)求改變高度或改變航向，脫離了結(jié)冰區(qū)，如仍無效，而不能保持最小機(jī)動(dòng)速度時(shí)，應(yīng)采取果斷措施，返航或在就近機(jī)場(chǎng)著陸。（3）飛機(jī)在脫離結(jié)冰區(qū)選擇高度層時(shí)，通常是向上脫離為好，如果向下脫離只有確切知道航線安全高度以上，有正溫區(qū)或能夠出云時(shí)，方能請(qǐng)示向下脫離。
展開 飛機(jī)結(jié)冰的那些事（1）
差點(diǎn)扼殺了鋼鐵俠的結(jié)冰問題
這個(gè)問題就是結(jié)冰！讓我們回到《鋼鐵俠1》，鋼鐵俠托尼第一次穿上戰(zhàn)甲翱翔空中，由于過于興奮不顧地面小伙伴的警告，一直爬升高度，結(jié)果遭遇結(jié)冰氣象，穿云后結(jié)冰，就像這樣：
《鋼鐵俠1》片段
幸好地面小伙伴反應(yīng)及時(shí)、操作得當(dāng)外加托尼主角光環(huán)照耀，才沒有“機(jī)毀人亡”，不然后面就沒有復(fù)聯(lián)的事兒了。撿回一條命的鋼鐵俠，專門針對(duì)結(jié)冰問題對(duì)戰(zhàn)甲進(jìn)行了升級(jí)，造出二代戰(zhàn)甲。后來反派偷走第一代戰(zhàn)甲進(jìn)行升級(jí)，然而他們并不知曉一代和二代的根本區(qū)別，以為穩(wěn)操勝券。這一點(diǎn)被鋼鐵俠利用，將他引到高空結(jié)冰。
《鋼鐵俠1》片段
連結(jié)冰都不懂，就敢號(hào)稱先進(jìn)的反派在機(jī)體表面凍結(jié)后，電子系統(tǒng)和機(jī)械系統(tǒng)失效，一頭跌落，成為鋼鐵俠反敗為勝的關(guān)鍵。編劇們?cè)O(shè)計(jì)的這段劇情，是純拍腦袋胡謅出來的嗎？當(dāng)然不是，這段很明顯是借鑒了飛機(jī)設(shè)計(jì)領(lǐng)域的結(jié)冰問題，是有著現(xiàn)實(shí)基礎(chǔ)的。有人可能會(huì)問了，結(jié)冰問題差點(diǎn)整死鋼鐵俠又干倒了大反派，現(xiàn)實(shí)中飛機(jī)結(jié)冰問題有這么可怕嗎？
結(jié)冰有多可怕
據(jù)統(tǒng)計(jì)，1975 年到1980 年僅6 年的時(shí)間內(nèi)，美國就因?yàn)轱w機(jī)結(jié)冰造成178起事故，1999 年到2009 年的十年間國內(nèi)外因?yàn)轱w機(jī)結(jié)冰造成飛行事故68 起。這些數(shù)字的背后意味著成百上千的人因?yàn)轱w機(jī)結(jié)冰而喪生。
展開 淺談飛機(jī)自然結(jié)冰天氣條件[轉(zhuǎn)]
我國自主研制的新支線飛機(jī)ARJ21-700型號(hào)在進(jìn)行自然結(jié)冰飛行試驗(yàn)時(shí)，在國內(nèi)新疆地區(qū)歷經(jīng)四年艱苦的“追云”歷程，最終不得不輾轉(zhuǎn)3萬公里在加拿大五大湖地區(qū)順利尋得了這種天氣條件并完成了自然結(jié)冰飛行試驗(yàn)。那么，到底需要怎樣的自然結(jié)冰天氣條件竟使得ARJ21-700試飛團(tuán)隊(duì)找尋的如此艱苦？本期將和大家探討一下飛機(jī)自然結(jié)冰天氣條件。
結(jié)冰天氣條件主要由結(jié)冰云層范圍、液態(tài)水含量（LWC）、過冷水滴平均有效直徑（MVD）和空氣溫度（T）等參數(shù)確定。CCAR/FAR/CS-25部規(guī)章附錄C給出了飛機(jī)申請(qǐng)結(jié)冰天氣條件下運(yùn)行時(shí)所必須能夠安全飛行的自然結(jié)冰天氣條件，包括連續(xù)最大結(jié)冰、間斷最大結(jié)冰和最大起飛結(jié)冰三種極端自然結(jié)冰天氣條件。這些飛機(jī)自然結(jié)冰天氣條件是美國FAA等機(jī)構(gòu)在對(duì)北美乃至全球各地區(qū)結(jié)冰云層經(jīng)過多年的潛心測(cè)量和統(tǒng)計(jì)分析的基礎(chǔ)上得出的，是開展飛機(jī)防/除冰設(shè)計(jì)和符合性驗(yàn)證的重要依據(jù)。
1. 連續(xù)最大結(jié)冰
滿足連續(xù)最大強(qiáng)度結(jié)冰天氣條件的云層的液態(tài)水含量（LWC）、過冷水滴平均有效直徑（MVD）和空氣溫度（T）三個(gè)變量的相互關(guān)系見圖1所示。在進(jìn)行連續(xù)最大結(jié)冰試飛驗(yàn)證時(shí)，結(jié)冰云層必須滿足以下幾個(gè)條件：
（1）LWC在0~0.8g/m3范圍內(nèi)；
（2）MVD在15~40μm范圍內(nèi)；
（3）云層水平范圍達(dá)到17.4海里（32.3km）。
圖2給出了連續(xù)最大結(jié)冰天氣條件的高度-溫度包線范圍，由圖可知這種結(jié)冰天氣的云層只可能在海拔高度7km以下以及飛行高度處大氣溫度-30℃~0℃范圍內(nèi)出現(xiàn)，這對(duì)于尋找這種結(jié)冰條件有一定指導(dǎo)作用。
2. 間斷最大結(jié)冰
大氣結(jié)冰狀態(tài)的最大間斷強(qiáng)度（間斷最大結(jié)冰） 的液態(tài)水含量（LWC）、過冷水滴平均有效直徑（MVD）和空氣溫度（T）三個(gè)變量的相互關(guān)系見圖3所示。
展開 
Workbench之25 結(jié)冰分析
Workbench之25 結(jié)冰分析
Workbench提供3個(gè)結(jié)冰分析模塊，如下所述：
1. Fluid Flow - Icing (CFX) 結(jié)冰分析（CFX）
結(jié)冰（CFX）分析系統(tǒng)執(zhí)行完全的結(jié)冰仿真，它包含單元與Ansys CFX組件系統(tǒng)鏈接，使用CFX求解器運(yùn)行氣流分析，使用DROP3D求解器設(shè)置并運(yùn)行滴落分析，使用ICE3D求解器設(shè)置并運(yùn)行結(jié)冰分析，基于冰層堆積顯示網(wǎng)格，在CFD-Post或Viewmerical進(jìn)行可視化后處理。
要在工具箱中顯示本系統(tǒng)，需要安裝FENSAPICE-WB擴(kuò)展模塊，位于：[InstallDirectory]\ANSYS Inc\v212\fensapice\workbench文件夾，使用擴(kuò)展模塊管理器載入。詳見Creating CFX/Fluent-based Icing Systems in the Ansys FENSAP-ICE in Ansys Workbench User’s Guide
2. Fluid Flow - Icing (FENSAP) 結(jié)冰分析（FENSAP)
（FENSAP）結(jié)冰分析系統(tǒng)執(zhí)行完全的結(jié)冰仿真。
展開 FENSAP-ICE應(yīng)用實(shí)例--多因素影響下的風(fēng)力機(jī)結(jié)冰模擬 ￥69.9
風(fēng)力機(jī)葉片表面的形狀對(duì)風(fēng)能的利用效率影響很大，在高緯度或高海拔地區(qū)的冬季，空氣中的過冷水滴碰到運(yùn)行的風(fēng)力機(jī)葉片會(huì)引起葉片表面結(jié)冰，對(duì)風(fēng)力機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)的安全性和經(jīng)濟(jì)性造成嚴(yán)重的影響。
人工為風(fēng)電葉片除冰
葉片大量覆冰會(huì)造成風(fēng)力機(jī)功率損失、機(jī)械故障、墜冰引發(fā)的安全隱患等問題：改變?nèi)~片的氣動(dòng)性能，造成葉輪氣動(dòng)、質(zhì)量不平衡；升力系數(shù)下降和風(fēng)能利用率降低，造成發(fā)電量的損失；阻力系數(shù)增加，導(dǎo)致傳動(dòng)鏈軸向載荷過大；葉片質(zhì)量增加，輪轂轉(zhuǎn)矩增大，影響葉根處疲勞壽命；葉片旋轉(zhuǎn)過程中容易出現(xiàn)冰塊脫落，發(fā)生墜落傷害等事故。
鑒于以上葉片結(jié)冰的巨大危害，所以本文通過仿真方法確定多個(gè)因素對(duì)結(jié)冰的影響，盡可能優(yōu)化設(shè)計(jì)以減少結(jié)冰情況的發(fā)生。另外，通過仿真方法分析結(jié)冰厚度、結(jié)冰位置，為后續(xù)除冰提供指導(dǎo)依據(jù)。
1 仿真前處理
1.1 幾何模型處理
在進(jìn)行數(shù)值計(jì)算之前，往往需要將數(shù)模進(jìn)一步的處理，以方便而準(zhǔn)確地得到數(shù)值解。這部分?jǐn)?shù)模處理工作使用ANSYS SCDM中的建模工具完成。
風(fēng)力發(fā)電葉片計(jì)算域數(shù)模
建立的數(shù)模為典型的方型遠(yuǎn)場(chǎng)。
1.2 網(wǎng)格劃分和邊界條件
網(wǎng)格生成是采用計(jì)算流體力學(xué)方法對(duì)流場(chǎng)進(jìn)行數(shù)值模擬的基礎(chǔ)，常用的網(wǎng)格分為結(jié)構(gòu)網(wǎng)格和非結(jié)構(gòu)網(wǎng)格兩大類。本文工作要借助通用的網(wǎng)格生成軟件FLUENT MESHING生成計(jì)算區(qū)域內(nèi)的網(wǎng)格。該類型的網(wǎng)格尺度容易控制，對(duì)復(fù)雜外形和不規(guī)則壁面邊界的適應(yīng)性強(qiáng)，有助于后續(xù)的流場(chǎng)計(jì)算結(jié)果的收斂性。
劃分網(wǎng)格需建立相應(yīng)的遠(yuǎn)場(chǎng)邊界面、地面以及葉片表面分區(qū)。遠(yuǎn)場(chǎng)形狀的選取與目標(biāo)體的幾何拓?fù)湫螤钕嚓P(guān)，應(yīng)盡量保證相似性。遠(yuǎn)場(chǎng)和葉片的距離應(yīng)相對(duì)足夠大以避免遠(yuǎn)場(chǎng)對(duì)近壁面區(qū)的影響。葉片截面最大弦長約為4.5m，本文取遠(yuǎn)場(chǎng)與葉片距離為該值的8倍。
展開 專門針對(duì)風(fēng)機(jī)葉片覆冰所設(shè)計(jì)的結(jié)冰傳感器-MDC-ICE
結(jié)冰傳感器是一種用于檢測(cè)物體表面結(jié)冰厚度的電子設(shè)備，主要應(yīng)用于航空、電力設(shè)施及建筑安全監(jiān)測(cè)等領(lǐng)域。該設(shè)備通過將結(jié)冰信號(hào)轉(zhuǎn)換為電學(xué)信號(hào)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，涵蓋微波、電容、超聲波、紅外光學(xué)等多種檢測(cè)技術(shù)，可部署于飛機(jī)機(jī)翼、輸電線路、風(fēng)力發(fā)電機(jī)葉片等場(chǎng)景。
按檢測(cè)機(jī)理分為光學(xué)式、電學(xué)式和機(jī)械式三類：光學(xué)式基于冰層對(duì)紅外光的散射特性差異，如光纖傳感器通過反射光強(qiáng)度變化判斷結(jié)冰狀態(tài)；電學(xué)式利用介電常數(shù)變化，如電容傳感器通過雙平面電容結(jié)構(gòu)測(cè)量覆冰厚度；機(jī)械式則依據(jù)結(jié)冰導(dǎo)致的結(jié)構(gòu)剛度變化，如壓電傳感器通過諧振頻率偏移感知冰層形成。主要性能參數(shù)包括檢測(cè)精度（可達(dá)0.1mm）、溫度范圍（-40℃~85℃）、防護(hù)等級(jí)（IP67）及通信接口（RS485、光纖等）。部分型號(hào)集成加熱除冰功能，可與自動(dòng)化系統(tǒng)聯(lián)動(dòng)實(shí)現(xiàn)智能預(yù)警。
工采網(wǎng)代理的結(jié)冰傳感器-MDC-ICE是專門針對(duì)風(fēng)機(jī)葉片覆冰所設(shè)計(jì)的結(jié)冰傳感器，通過冰、水與空氣介電常數(shù)的變化，可實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)葉片結(jié)冰狀態(tài)。傳感器集成了專用數(shù)字電容傳感芯片MDC04、MCP61及高精度數(shù)字溫度芯片M601；內(nèi)嵌算法增強(qiáng)有效判斷環(huán)境的結(jié)冰情況，可同時(shí)提供側(cè)面及底面覆冰電容、環(huán)境溫度、冰水狀態(tài)判斷、冰層厚度、雨量大小等信息。
MDC-ICE提供485接口，產(chǎn)品形態(tài)如下圖所示。傳感器兩翅構(gòu)成對(duì)平面電容C1，在兩翅之間的底面構(gòu)成另一個(gè)電容C2，可以用于覆冰的判斷。傳感器四角有四個(gè)安裝耳（直徑φ5mm），用于固定在支持架上，建議傳感器水平放置固定。
展開 2025大賽優(yōu)秀作品 | 兩相散熱器結(jié)冰鼓脹失效機(jī)理的仿真研究
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</figure><p><br></p><p>均熱板結(jié)冰鼓脹問題復(fù)現(xiàn)：毛細(xì)層結(jié)冰-空間壓縮-積水四周結(jié)冰-積水內(nèi)部結(jié)冰</p><p><br></p><ul><li>熱管、均熱板在低溫場(chǎng)景下的內(nèi)部結(jié)冰過程得到有效復(fù)現(xiàn)，仿真結(jié)論與實(shí)驗(yàn)匹配；</li><li>獲得了游離水、毛細(xì)內(nèi)水在低溫下的不同結(jié)冰演化規(guī)律；</li><li>有效定位了散熱器結(jié)冰鼓脹主要原因；</li><li>獲得了外部環(huán)境（溫降速率、低溫區(qū)間）對(duì)結(jié)冰鼓脹問題的影響規(guī)律。
展開 Spring-ICE 結(jié)冰算法述評(píng)-（2）水滴軌跡計(jì)算
Spring-ICE系列前述兩篇文章：
1、飛機(jī)結(jié)冰的那些事
2、Spring-ICE 結(jié)冰算法述評(píng)-（1）水滴軌跡計(jì)算
今天要聊的內(nèi)容，既常規(guī)又不常規(guī)。
說其常規(guī)，是因?yàn)樗诬壽E的計(jì)算是所有結(jié)冰計(jì)算的基礎(chǔ)算法，不可或缺，是必備技能。說其非常規(guī)是因?yàn)椋M管目前文獻(xiàn)對(duì)這個(gè)計(jì)算過程描述的已經(jīng)足夠詳細(xì)，但是還有很多的技術(shù)細(xì)節(jié)，非實(shí)際操作而不可揣摩，正是這些具體的技術(shù)細(xì)節(jié)決定著計(jì)算的準(zhǔn)確性、效率，甚至是整個(gè)結(jié)冰算法的設(shè)計(jì)邏輯。
我這段時(shí)間感悟，任何工程的東西，越涉及到基礎(chǔ)的和實(shí)踐的，自己必須要親自去試一試，做一做，且不能是簡(jiǎn)單的感受下，而要做出效果，做出感悟。要一竿子插到底，摸到邊。
如果我做復(fù)材，我就要親自去做一做材料成型，研究試件加工，然后試驗(yàn)測(cè)試，最后是結(jié)果處理。反復(fù)的想，整個(gè)過程和我仿真或者理論，哪些是對(duì)應(yīng)的，哪些是不同的，這些不同會(huì)有什么影響，有些試驗(yàn)現(xiàn)象的機(jī)理是什么，能不能從理論層面找到依據(jù)。
如果我們現(xiàn)在的身份不是一個(gè)學(xué)生，不是面向自己的課題。而是一個(gè)工程師面對(duì)一個(gè)項(xiàng)目，整個(gè)項(xiàng)目不是一個(gè)人能夠完成的，那么作為組織者，是不是給別人分個(gè)工，等著大家的結(jié)果就完事了？我想不是，即便沒有精力面面俱到，那么至少應(yīng)該精通某一方面，然后瞄準(zhǔn)項(xiàng)目的目標(biāo)，搞清楚大家的工作和目標(biāo)的聯(lián)系，然后對(duì)重點(diǎn)問題深入研究，要搞懂要把控。總而言之，必須實(shí)踐，必須講求細(xì)節(jié)。
1 水滴軌跡計(jì)算到底要干啥？
從結(jié)冰計(jì)算整個(gè)層面來說，所謂結(jié)冰就是水滴撞在機(jī)翼表面然后凍結(jié)的現(xiàn)象。水滴軌跡的計(jì)算，就是要搞清楚水滴會(huì)撞擊到機(jī)翼表面的哪些區(qū)域，每個(gè)區(qū)域水滴撞擊的量（即水滴收集量）是多少，為下一步的結(jié)冰物理計(jì)算提供輸入。
從算法的層面，水滴軌跡計(jì)算需要做以下工作：
（1）控制方程建立。說白了，水滴在流場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)，滿足什么方程。
（2）求解方程，計(jì)算軌跡。
展開 Spring-ICE 結(jié)冰算法述評(píng)-（5）對(duì)流換熱系數(shù)計(jì)算
系列文章詳見：
飛機(jī)結(jié)冰的那些事（1）
飛機(jī)結(jié)冰的那些事（2） Spring-Ice結(jié)冰軟件介紹
Spring-ICE 結(jié)冰算法述評(píng)-（2）水滴軌跡計(jì)算
Spring-ICE 結(jié)冰算法述評(píng)-（3）水滴收集量計(jì)算
Spring-ICE 結(jié)冰算法述評(píng)-（4）番外：簡(jiǎn)單面元法
最近看書不少，寫字很多。
心血來潮的看了一些古文，看了一些近現(xiàn)代文章。小時(shí)候其實(shí)學(xué)了不少好文章，只是當(dāng)時(shí)難見它們的好處所在。但用現(xiàn)在的眼光再看，可謂別有風(fēng)味。
比如蘇軾的文章，他評(píng)論賈誼和張良的兩篇策論，放在現(xiàn)在看就是標(biāo)準(zhǔn)的議論文模板。開篇點(diǎn)題，再正論反論的小論點(diǎn)輔之以舉例舉史，最后定調(diào)收官。思路非常清晰，加上作者超一流的文字水平，“方今天下，舍我其誰哉”，讀起來非常暢快。
順著《賈誼論》，又找來賈誼的《治安策》，這次看的是譯文。只看這個(gè)題目，就不是一般人敢寫的。治安策，治國安天下之策也。想想我寫個(gè)技術(shù)報(bào)告都顫顫巍巍。帶著好奇心就看看這個(gè)治國安天下的報(bào)告是怎么個(gè)寫法。看完以后不禁感嘆，這分明是一份調(diào)研分析報(bào)告啊。
文章細(xì)數(shù)了當(dāng)時(shí)大漢的內(nèi)外危機(jī)，特別是如何處理諸侯國尾大不掉的問題，這個(gè)時(shí)候還沒到漢武帝時(shí)期，賈誼就分析大漢開國以來歷次諸侯國叛亂的共性，得出一個(gè)結(jié)論，啥結(jié)論呢？越小的封國越不會(huì)造反。順著這個(gè)思路，怎么處理諸侯國問題的答案就很明顯了，不是一把擼掉各國，而是增加封國，越多越好，封地越小越好。這個(gè)思想不就是后來的“推恩令”嘛。作者的總結(jié)洞察能力真是太厲害了
想想后世的偉人寫的很多調(diào)研報(bào)告，核心都是調(diào)研，分析，總結(jié)共性和異性，得出結(jié)論。這種天才般的洞察力和研究方法，很值得學(xué)習(xí)。
《治安策》的精彩之處遠(yuǎn)不止此，要知道這個(gè)文章是寫給皇帝的，里面有些和“陛下”交心的話，寫的很有意思。
展開 俄民用渦扇發(fā)動(dòng)機(jī)PD-14通過結(jié)冰試驗(yàn)，即將獲得型號(hào)認(rèn)證
適航標(biāo)準(zhǔn)要求所有設(shè)備在結(jié)冰條件下通過嚴(yán)格的測(cè)試
Aviadvigatel公司表示，PD-14發(fā)動(dòng)機(jī)作為新一代的大涵道比渦扇發(fā)動(dòng)機(jī)，專為俄羅斯最新窄體客機(jī)MC-21設(shè)計(jì)，在”典型”的結(jié)冰條件下已經(jīng)成功通過了天氣測(cè)試。
這項(xiàng)試驗(yàn)是由俄羅斯中央航空發(fā)動(dòng)機(jī)研究院進(jìn)行，并確認(rèn)發(fā)動(dòng)機(jī)具有足夠的可靠性，能夠在結(jié)冰條件和冰塊攝入條件下繼續(xù)穩(wěn)定可靠的工作，俄羅斯中央航空發(fā)動(dòng)機(jī)研究院表示，試驗(yàn)證明PD-14發(fā)動(dòng)機(jī)完全符合俄羅斯關(guān)于發(fā)動(dòng)機(jī)適航性的AP-33規(guī)定。
這些適航標(biāo)準(zhǔn)要求所有飛機(jī)設(shè)備必須通過特定的惡劣天氣條件測(cè)試，包括結(jié)冰，以確保其在低溫和高濕度下的可靠性。
Aviadvigatel公司計(jì)劃在未來兩周之內(nèi)從國家監(jiān)管機(jī)構(gòu)——俄羅斯聯(lián)邦航空運(yùn)輸部Rosaviatsiya獲得PD-14發(fā)動(dòng)機(jī)的型號(hào)證書，然后在今年年底之前，向飛機(jī)制造商伊爾庫特公司供應(yīng)三臺(tái)發(fā)動(dòng)機(jī)，從而確保MC-21的飛機(jī)制造商盡快開始裝配新發(fā)動(dòng)機(jī)的飛機(jī)適航飛行測(cè)試計(jì)劃。
PD-14發(fā)動(dòng)機(jī)是俄羅斯國產(chǎn)大飛機(jī)MC-21的可選動(dòng)力，也俄羅斯唯一的可選國產(chǎn)發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)力，目前MC-21客機(jī)的初始動(dòng)力為美國普惠公司的PW1400G-JM齒輪渦扇發(fā)動(dòng)機(jī)。
Aviadvigatel公司還表示，PD-14發(fā)動(dòng)機(jī)正在尋求歐洲EASA的適航認(rèn)證，具體的時(shí)間將在2019年進(jìn)行新發(fā)動(dòng)機(jī)批產(chǎn)時(shí)確定。
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Spring-ICE 結(jié)冰算法述評(píng)-（4）番外：簡(jiǎn)單面元法
高強(qiáng)度活動(dòng)了幾天的身體后，動(dòng)極思靜，由來已久的搞三維結(jié)冰算法的想法再次冒頭。
每次決定搞一個(gè)大程序前，其實(shí)要思想斗爭(zhēng)很久，一個(gè)類似結(jié)冰這樣的程序，往往意味著長達(dá)一兩年的長期精力投入，意味著大量的業(yè)余時(shí)間的報(bào)銷，還意味著我得盡可能減少兼職工作。
決定干就在這兩天，兩個(gè)誘因。一個(gè)是有天一個(gè)師兄喝多了跟我說，咱們都慢一點(diǎn)，慢慢來。那幾天正是我心態(tài)急躁的時(shí)候，前段時(shí)間投入了大量業(yè)余時(shí)間在兼職工作上，主副業(yè)交叉，腦子里亂的不行。聽?zhēng)熜诌@么一說，我仔細(xì)想了想，我又不打算買房被割韭菜，我急個(gè)啥，開發(fā)工程工具解決工程問題是自己的興趣，還是要堅(jiān)定的干，只要餓不死，多干點(diǎn)自己喜歡的東西唄。第二個(gè)誘因是，晚上再次看了遍《星際穿越》，一邊品著里面各種裝備的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，一邊用自己的專業(yè)知識(shí)揣測(cè)各種技術(shù)細(xì)節(jié)，更關(guān)鍵的是，結(jié)合自己的工作經(jīng)歷，越發(fā)認(rèn)識(shí)到，我們掌握的知識(shí)是實(shí)實(shí)在在有用的，盡管看著古典傳統(tǒng)，還帶著很多經(jīng)驗(yàn)性東西，沒有什么AI、區(qū)塊鏈聽著高端，但是AI、區(qū)塊鏈并沒有解決我們這個(gè)行業(yè)的根本性難題，從來沒有。不必羨慕那些概念，桿梁板殼，流場(chǎng)氣動(dòng)，哪個(gè)不是精妙十足，博大精深。
結(jié)冰計(jì)算，流場(chǎng)先行。我們前面幾期也提到了這些，為了準(zhǔn)備三維結(jié)冰算法，我第一步就是要做個(gè)三維流場(chǎng)計(jì)算工具。參考我之前做二維的經(jīng)驗(yàn)，這次還是選擇面元法。
本期就介紹下二維簡(jiǎn)單面元法的實(shí)現(xiàn)，以及主題：讀書。
1 參考啥文獻(xiàn)？
我在第一次搞面元法的時(shí)候，翻閱了很多文獻(xiàn)和書籍。最直接的感受是，越是近年的資料越不說“人話”。通篇不是偏微分積分，就是張量：
好像通篇理論性很強(qiáng)，實(shí)際上約等于啥也沒說，這些公式也不是這些貨搞出來的，引用這些數(shù)學(xué)定義式，介紹下每個(gè)元素的含義，這叫個(gè)什么論文？歸根結(jié)底，這些東西是要編程實(shí)現(xiàn)的，這些貨給出的這些式子虛頭八腦的式子，離可用化的編程差著十萬八千里。
展開 —Spring3D-Drop結(jié)冰程序研發(fā)記
1 Spring3D應(yīng)該長啥樣
我在之前一篇文章中提到過，要啟動(dòng)三維結(jié)冰程序的研發(fā)，這是20年6月份的事情。
結(jié)冰程序，有三個(gè)關(guān)鍵的技術(shù)：流場(chǎng)計(jì)算、水滴收集系數(shù)計(jì)算、冰形計(jì)算。而在三維結(jié)冰這個(gè)方面，一般能完成前兩個(gè)，就已經(jīng)達(dá)到了相當(dāng)高的程度，并具備了很強(qiáng)的實(shí)用性。
在研發(fā)之前，一個(gè)非常重要的問題就是要確定，這個(gè)軟件應(yīng)該長啥樣？這個(gè)問題倒不是說界面炫不炫，而是整個(gè)軟件的設(shè)計(jì)理念是什么？也就是所謂的概念設(shè)計(jì)。
基于前面二維結(jié)冰程序開發(fā)的經(jīng)驗(yàn)，還有我自己的從業(yè)經(jīng)歷，我給這個(gè)三維軟件一些要求如下：
（1）快。真男人就是要快。好軟件就是要快。快就意味著成本低，意味著效率高，意味著設(shè)計(jì)迭代短。快就是正義。部件級(jí)別的完成計(jì)算，用時(shí)2小時(shí)以內(nèi)，整機(jī)級(jí)別的計(jì)算，控制在4-6小時(shí)。
（2）具備可用的精度。工程上能夠接受的精度，這個(gè)是軟件的底線。
（3）程序模塊化。大到流場(chǎng)計(jì)算模塊，小到一個(gè)判斷單元位置的算法，通通模塊化，設(shè)置為自定義函數(shù)，在主程序里面調(diào)用。這樣主程序簡(jiǎn)潔、清晰，子程序可以隨時(shí)優(yōu)化更新，不斷升級(jí)。
（4）設(shè)計(jì)輸入規(guī)范。根據(jù)軟件自身特點(diǎn)，確定輸入文件的格式，并具有普適性。就是說，只要按照這個(gè)格式和要求提供輸入，就能成功計(jì)算。
（5）軟件輸出可直接用于設(shè)計(jì)。比如像Fensap三維結(jié)冰軟件，計(jì)算完水滴撞擊后，如果你想在數(shù)模上畫出撞擊范圍，就需要自己后處理，取多個(gè)剖面的結(jié)果。Spring3D軟件則要根據(jù)設(shè)計(jì)研發(fā)需求，直接給出可用的結(jié)果，避免過多的人工后處理操作。
20年6月份啟動(dòng)的研發(fā)，那時(shí)我仍在西北，搞飛機(jī)試飛，當(dāng)月就采用三維面元法解決了流場(chǎng)計(jì)算問題。
展開 基于matlab的Spring-ICE 結(jié)冰算法述評(píng)-（1）翼型前處理
1 Spring-ICE結(jié)冰軟件簡(jiǎn)介
之前在往期的文章里，簡(jiǎn)單介紹過。此處再提下。
這款軟件的功能是要完成翼型在特定飛行工況、氣象工況下的結(jié)冰冰型的預(yù)測(cè)。
(1) 要完成冰型的預(yù)測(cè)，就必須先計(jì)算流場(chǎng)，拿到速度分布的數(shù)據(jù)。
(2) 其后，我們假定翼型前方有大量過懸浮小水滴，在流場(chǎng)的推動(dòng)下，水滴往翼面上撞擊，從而確定出，翼型哪些地方被水撞到了，撞到了多少。
(3) 最后，根據(jù)熱平衡，計(jì)算這些水凍結(jié)多少，流到翼面其他地方多少。
(4) 水凍成冰以后，翼面的邊界上長出冰了，這時(shí)候，流場(chǎng)發(fā)生變化，再重復(fù)上述的步驟，繼續(xù)結(jié)冰。
這里面主要的大塊，是流場(chǎng)計(jì)算、水滴撞擊的計(jì)算、熱平衡的分析。要想把這個(gè)過程成功的實(shí)施并銜接得當(dāng)，還要完成諸如翼型幾何的處理、冰型的生長更新等多個(gè)零散的細(xì)節(jié)難點(diǎn)。
再進(jìn)一步，你還希望別人拿過來就能很快用起來這個(gè)軟件，那么就需要便捷的操作，越簡(jiǎn)單越好。這就意味著，算法的魯棒性、強(qiáng)大的前后處理都要非常完備。
再再進(jìn)一步，你還想要它算的足夠準(zhǔn)，那就需要足夠的試驗(yàn)數(shù)據(jù)來校準(zhǔn)算法。
Spring-ICE基本上走完了上面的步驟。今天就先介紹下它的翼型前處理算法。
Spring-ICE LOGO
Spring-ICE 操作界面
2 翼型前處理—過密點(diǎn)的稀疏化處理
Spring-ICE首先加了對(duì)過密點(diǎn)的稀疏化處理模塊。
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結(jié)冰翼型（白色部分為冰形）
結(jié)冰前后網(wǎng)格變化對(duì)比
升阻力曲線
全流程視頻教程
