在飞机/发动机研制中,结冰安全性的验证是重点也是难点之一,而地面结冰实验是其最重要的研究手段。在实验中过冷云雾的粒径分布是模拟的重要参数。2014年,FAR25部.140修正案附录O正式提出了过冷大水滴(SLD)环境的适航符合性验证要求,并且对结冰环境云雾粒径分布曲线提出了严格要求。目前世界上主要的结冰风洞尚未实现附录O环境的试验能力,其难点在于粒径分布,因此从机理角度研究SLD水滴碰撞过程中的粒径变化对于指导SLD云雾环境的发生具有十分重要的价值。本文设计实验研究了SLD水滴碰撞过程水滴粒径的变化过程,并和常温水滴碰撞结果比较,建立SLD水滴碰撞粒径计算模型。研究过程为:通过过冷水滴碰撞实验研究了不同温度条件下水滴破碰撞结果发生的条件及碰撞后水滴状态的变化(粒径、速度、数量),并和常温条件下水滴碰撞结果比较。从温度引起的过冷水特性变化角度,对温度影响碰撞结果的机制进行了探讨,结合表面张力及粘性理论建立SLD水滴碰撞粒径变化计算模型。实验还研究了粒径比△=1时,不同粒径水滴碰撞结果及其碰后状态的变化。本文的创新点为:1.证实过冷水滴和常温水滴碰撞结果存在很大差异,常温水滴碰撞过程的规律并不适用于过冷水滴。过冷水滴碰后粒径将大于常温水滴。2.研究发现:不同于小粒径水滴,大粒径过冷水滴(SLD)碰撞结果存在波动性,随着水滴粒径的增加,碰撞结果出现了“反常”变化。3.结合SLD水滴碰撞具体过程,建立粒径计算模型,对于SLD环境的模拟具有指导意义。