(19)国家知识产权局 (12)发明 专利 (10)授权公告 号 (45)授权公告日 (21)申请 号 202211003148.1 (22)申请日 2022.08.22 (65)同一申请的已公布的文献号 申请公布号 CN 115081121 A (43)申请公布日 2022.09.20 (73)专利权人 四川大学 地址 610000 四川省成 都市一环路南 一段 24号 (72)发明人 周志宏　吴主龙　熊华杰　 (74)专利代理 机构 四川中代知识产权代理有限 公司 513 58 专利代理师 王鸿 (51)Int.Cl. G06F 30/15(2020.01) G06F 30/28(2020.01)G06F 111/10(2020.01) G06F 113/08(2020.01) G06F 119/14(2020.01) 审查员 严荣 (54)发明名称 一种考虑溪流现象的结冰模拟方法和存储 介质 (57)摘要 本申请涉及结冰模拟领域， 提供了一种考虑 溪流现象的结冰模拟方法和存储介质。 该方法包 括： 以水膜平均速度、 水膜厚度、 溪流现象作用 力、 结冰质量流率和蒸发质量流率为未知数建立 欧拉水膜模 型的动量方程和质量方程； 以结冰质 量流率和蒸发质量流率为未知数建立M essinger 模型热力学平衡方程； 根据上一时刻的水膜厚 度， 采用假 设修正法获取当前时刻的结冰质量流 率和蒸发质量流率； 获取当前时刻的溪流现象作 用力， 并根据当前时刻的结冰质量流率、 蒸发质 量流率、 溪流现象作用力、 动量方程和质量方程， 获取当前时刻的水膜平均速度、 水膜厚度， 通过 迭代计算获取每个时刻的结冰质量流率。 通过上 述方法， 可以有效解决结冰模拟数值误差较大、 精度较低的问题。 权利要求书3页 说明书9页 附图4页 CN 115081121 B 2022.11.01 CN 115081121 B 1.一种考虑溪流现象的结冰 模拟方法， 其特 征在于， 所述方法包括： S110.以水膜平均速度 、 水膜厚度h和溪流现象作用力 作为未知数建立欧拉水膜 模型的动量方程， 并以所述水膜平均速度 ， 所述水膜厚度h、 结冰质量流率 以及蒸 发质量流率 作为未知数建立欧拉水膜模型的质量方程； S120.以所述结冰质量流率 以及蒸发质量流率 作为未知数建立Messinger模 型的热力学平衡方程； S130.根据上一时刻的水膜厚度h， 采用所述Messin ger模型的假设修正法， 获取当前时 刻的结冰质量 流率 和蒸发质量 流率 ； S140.获取当前时刻的溪流现象作用力 ， 并根据所述当前时刻的结冰质量流率 、 蒸发质量流率 和溪流现象作用力 ， 结合所述欧拉水膜模型的动量方程和 质量方程， 获取当前时刻的水膜平均速度 、 水膜厚度h， 通过迭代计算获取每个时刻的结 冰质量流率 ， 其中， 初始时刻的水膜厚度h为0； 所述获取当前时刻的溪流现象作用力 包括： 判断所述上一时刻的水膜厚度h是否大于预设厚度标准 ； 若大于， 则所述当前时刻溪流现象作用力 ， 且w=1； 若不大于， 则所述当前时刻溪流现象作用力 ， 且w=0； 为水膜表面张力。 2.根据权利要求1所述的考虑溪流现象的结冰模拟方法， 其特征在于， 所述溪流现象作 用力 ， 其中， q为差异参数， 为水膜接触角， w为湿面积分 数。 3.根据权利要求2所述的考虑溪流现象的结冰模拟方法， 其特征在于， 所述欧拉水膜模 型的动量方程 为： ， 且       ， 所述欧拉水膜模型的质量方程 为：权　利　要　求　书 1/3 页 2 CN 115081121 B 2， 其中， 为水的密度， 为水膜平均 速度采用二次剖面形式带来的对流修正项， 且 为 的函数， P为水膜相关作用力， 为空气对水膜的压力， 为水膜表面张力， 为空气 剪切力， 为撞击质量 流率， 为水的动力粘性系数。 4.根据权利要求3所述的考虑溪流现象的结冰模拟方法， 其特征在于， 所述Messinger 模型的热力学平衡方程包括： ， 其中， 为结冰放热， 为气动热， 为水滴动能转化热， 为水膜流入 流出所带走的能量， 为气流与物面的对流换热， 蒸发吸热， 为水滴自身 能量， 且 ， ， ， ， ， ， ， ， ， ， 其中， Lf为融解潜热， htc为气流与物面的对流换热系数， 为恢复因子， 为气流速 度， 为空气比热容， 为撞击质量流率， V为水滴相 对物面的速度， 为当前微元 流出的质量流率， 为当前微元的下游温度， 为当前微 元流入的质量流率， 为当前权　利　要　求　书 2/3 页 3 CN 115081121 B 3