民用飞机水系统管路流动的数值模拟

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1、第５卷第４期航空工程进展Vol畅５No畅４２０１４年１１月ADVANCESINAERONAUTICALSCIENCEANDENGINEERINGNov．２０１４文章编号：１６７４‐８１９０（２０１４）０４‐５１５‐０６民用飞机水系统管路流动的数值模拟朱翀，雷美玲，张雪苹（中国商用飞机有限责任公司上海飞机设计研究院，上海２０１２１０）摘要：水系统是民用客机中不可缺少的重要系统。在水系统的设计过程中，管路的设计占据着非常关键的位置，而对管路流动性能的数值模拟能够很好地指导管路的设计与优化。选取民用客机水系统中的加水管路作为研究对象，采用FLOWMASTER管网系统和CFD两种方法对加水管路在不

2、同压差、不同壁面粗糙度条件下进行数值模拟，并对两种方法的计算结果进行比较分析。结果表明：FLOWMASTER管网系统能够快速、准确和可靠地获得流量等管路主要性能；而CFD方法则能够提供管路流动的流场细节信息。在水系统管路的设计过程中，应当充分利用这两种方法，发挥其各自优势，更好地完成水系统管路设计。关键词：民用飞机；水系统；加水管路；FLOWMASTER管网系统；CFD方法＋中图分类号：V２４４．１４文献标识码：ANumericalSimulationofWaterSystemPipeFlowinCivilAircraftZhuChong，LeiMeiling，ZhangXueping（S

3、hanghaiAircraftDesignandResearchInstitute，CommercialAircraftCorporationofChina，Ltd．，Shanghai２０１２１０，China）Abstract：Watersystemisanimportantsystemincivilaircraft．Duringthedesignofwatersystem，thedesignofpipeisakeypart．Thenumericalsimulationofpipeflowcanhelpthedesignandoptimizationofpipe．Selec‐tingthe

4、watersupplypipeinthecivilaircraftwatersystemastheresearchobject，thewatersupplypipeissimu‐latedwithFLOWMASTERpipenetworksystemandCFDunderdifferentconditionsofpressuredifferentialandwallroughnessandtheresultsofthetwomethodsareanalyzed．Comparingthesimulationofthetwomethods，resultshowsthatFLOWMASTERpi

5、penetworksystemcanobtainthemainperformanceofpiperapidly，accu‐ratelyandreliably，suchasflowrate；whileCFDcangetdetailedinformationofpipeflowfield．Inthedesignofwatersystempipe，thetwomethodsshouldbeusedinconjunction，playingtheirrespectiveadvantages，tofin‐ishtheworkbetterwiththehelpofcomplementaryadvant

6、agesofthetwomethods．Keywords：civilaircraft；watersystem；watersupplypipe；FLOWMASTERpipenetworksystem；CFDmeth‐od［１‐２］适旅途的必备供水系统。0引言民用飞机水系统将水贮藏在水箱中，在压差条件下将水通过管路输送到厨房与盥洗室使用，水系水系统是民用飞机中不可缺少的重要系统，该统管路的设计直接影响系统的整体性能。在系统系统是指在机内贮藏并提供足够量的水，为机上厨设计过程中，可以通过数值模拟来计算、分析管路房及盥洗室提供饮用水、冷热盥洗用水和马桶冲洗流动情况，以达到优化设计的目的。虽然目前国

7、内用水，以满足乘客机上生活的需要，让乘客享受舒针对民用飞机水系统管路的数值模拟研究较少，但是在相近领域的管路设计方面数值模拟方法均得［３］收稿日期：２０１４‐０４‐１０；修回日期：２０１４‐０５‐０２到了充分使用，例如黄小玲使用FLOWMAS‐［４］通信作者：朱翀，zhuxiaoxiaochong＠１２６．comTER软件研究了叠压供水系统的性能，陈江林５１６航空工程进展第５卷使用CFD方法研究了输水管网中三通管道的水力