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2025
年
1
月北
京
航
空
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大
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学
报
January2025
第
51
卷
第
1
期Journal
of
Beijing
University
of
Aeronautics
and
AstronauticsVol.
51No.
1
jbuaa@
DOI:
10.13700/j.bh.1001-5965.2022.0954
飞机轮胎-湿滑道面相互作用SPH算法仿真分析
蔡靖，黄钰岱，李琪，李岳，戴轩*
(中国民航大学
交通科学与工程学院，天津
300300)
摘要：针对飞机在湿滑道面上的滑水问题，采用光滑粒子流体动力学(SPH)算法建立了
飞机轮胎-湿滑道面有限元模型，与流固耦合算法(CEL)模型进行对比，显示了SPH算法的优越
性，进而分析了不同轮胎速度及水膜厚度对轮胎与湿滑道面相互作用的影响规律。结果表明，
SPH模型得到的临界滑水速度与CEL模型结果相差不超过5%；舰首波、侧向羽流等流体特征更为
明显立体；平均运算效率较CEL模型提高36.5%。利用SPH模型分析可得，道面支撑力随轮胎速
度增加呈先平缓下降再急速下降的趋势，水膜厚度为3～13
mm时，急速下降段所在轮胎速度区间
为170～260
km/h，基本处于A320飞机的着陆滑跑速度范围内，应增强对飞机滑水事故风险的防
范；位移阻力随着轮胎速度增加呈先增大后减小的趋势，且在轮胎达到临界滑水速度时取得最大
值，进而提出利用位移阻力最大值确定临界滑水速度的方法；侧向羽流最大溅水高度随轮胎速度增
加呈先升高后降低的趋势，在接近临界滑水速度时达到最大值；舰首波最大溅水高度低于侧向羽流
最大溅水高度，且随轮胎速度增加而降低，达到临界滑水速度时舰首波接近消失，2种溅水特征的
最大溅水高度值均低于A320飞机发动机的最小离地高度0.680
m，不会对发动机产生影响。
关键词：交通运输工程；轮胎-道面相互作用；光滑粒子流体动力学算法；临界滑水速度；
道面支撑力；位移阻力；溅水高度
中图分类号：U463.341
文献标志码：A文章编号：1001-5965（2025）01-0053-10
近年来，极端降雨天气频发，由此造成的道面轮胎滑水模型，分析了不同速度下轮胎受到的动水
污染严重威胁飞机运行安全。当飞机高速驶过积压力和道面接触力，揭示了轮胎的滑水机理；朱林培[2]
水区域时，作为唯一与道面接触的飞机轮胎在动水通过LS-DYNA软件建立了基于CEL算法的汽车
压力的作用下所受道面支撑力急剧下降，产生轮胎滑水模型，分析了不同花纹形式对轮胎滑水性
[3]
“漂”在水面的滑水现象，飞机的可操作性降低，极能的影响；
Ding和Wang通过ABAQUS软件中
易发生冲偏出跑道的事故。另外，飞机高速驶过积的CEL算法研究了不同卡车轮胎构型的滑水风险，
水区域形成的溅水也会对发动机和机身产生影分析了水膜厚度、胎压和行驶状态等因素对滑水速
[4]
响。因此，有
初级会计持证人
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