飞机穿过由过冷水滴组成的云层时航空发动机进气位置可能发生积冰现象,这些区域的积冰会限制流进航空发动机的气体流量,从而导致发动机性能下降或积冰脱落引起发动机故障。进口支板是航空发动机进气部件之一,容易产生积冰现象。本文针对典型航空发动机进口支板结构,应用CFD流-固耦合传热仿真技术,对热气防冰条件下支板的温度场特性开展数值模拟研究,为航空发动机进口支板热气防冰内部结构的设计改进提供支撑。首先,针对典型发动机进口支板结构建立了热流固耦合分析的CFD分析模型。包括合理简化支板几何,建立分析域网格及网格敏感性分析,湍流模型选取、模型验证等,为后续开展不同工况参数条件和改变支板内部结构的温度场模拟分析打下基础。其次,确定了来流冷气温度、速度和支板加热的热气温度、流量等五个参数的研究范围。建立了不同工况条件下支板温度场分析CFD分析模型,对比分析了不同工况条件下支板内部和外部流场特性以及支板表面温度场分布特性。模拟结果表明:来流冷气温度和速度变化不影响支板外部的冷却换热形式且对热气在支板内部的流动影响不大,热气质量流量和温度对支板内部的热气流动分布及支板表面温度影响较大。最后,建立了一系列支板内部不同冲击孔尺寸、排布方式以及不同气膜缝尺寸和排布方式的CFD热流固耦合模型,对比分析了支板内部结构对内部流场及表面温度场的影响规律。模拟分析结果表明:当冲击孔尺寸缩小时,进口支板的表面温度要远高于其他两种结构;当冲击孔放大和缩小时,对进口支板表面温度的分布规律基本没有影响;冲击孔沿流动方向改变孔径排布方式,可以改善支板根部截面上表面温度偏低的情况;冲击孔前移有利于提高进口支板的表面温度,冲击孔后移基本不会影响进口支板的表面温度。气膜缝尺寸缩小或者放大时,不影响支板内部热气流动和支板前缘的温度分布;气膜缝前移和后移对进口支板表面温度的影响也很小。