飞机结冰被航空界认定为是影响飞机飞行的六大气象因素之一,对于飞机飞行安全具有非常大的危害,因此飞机结冰的研究对于保障飞机飞行安全具有及其重要的作用。数值模拟是研究飞机结冰重要手段之一,而飞行结冰的数值模拟研究的前提和基础是结冰表面外空气流场和对过冷水滴捕获特性的研究。本文根据结冰机理,结合计算流体动力学中数学描述流体运动的理论,多相流建模的原理,以及网格生成技术,采用了数值仿真的方法,对楔形结冰探测器表面的流场及水滴捕获特性进行了研究。本文首先根据计算流体动力学的理论,建立流体运动的控制方程,主要包括:流体连续方程、N-S方程、水滴运动控制方程。对湍流模拟是采用标准k-e湍流模型。在划分子区域后,采用四边形的结构性网格(MAP)对楔形探测器模型进行划分。在用FLUENT软件对探测器的仿真中,把含有过冷水滴的空气看成两相流,其中第一相是空气连续相,第二相是水滴离散相,所以两相流仿真采用的是欧拉-拉格朗日方法。仿真计算求解的方法是:先求解空气连续相,再创建水滴离散相并求解耦合流动,得到水滴的运动轨迹和在结冰表面上的捕获位置分布,再通过处理计算即可得出水滴在不同条件因素下的总捕获系数、局部捕获系数、水滴捕获极限、以及水滴捕获数量等水滴捕获特性。本文对水滴捕获特性的研究结果,为水滴捕获特性三维模型的模拟,冰型生长的模拟,以及在防冰系统方面的热载分析和热力计算等很多方面打下了较好的研究基础。