飞机及发动机在飞行过程中产生结冰现象而导致安全事故,是人类寻求安全飞行过程中所遇到的重要障碍之一。飞行结冰给人类飞行过程中带来了灾难、造成了经济损失,促使人们投入大量的人力、物力及财力去研究飞行结冰以及防冰除冰方法。目前大部分结冰、防冰及除冰相关的研究都是通过数值计算以及地面实验开展的。本文采用数值计算以及地面实验方法对飞机及发动机上易结冰部件的电热防冰除冰方法、电热除冰过程中冰的融化相变过程及其影响因素、冰融化相变过程中的相变换热问题、结冰表面不同位置积冰融化脱落过程以及以电磁感应加热作为热源的新型电热防冰除冰系统的可行性等问题进行了研究。首先,开展了电热防冰除冰的数值计算研究,针对电热防冰除冰数值研究的特点,介绍了数值计算的方法、完善了数值计算的基本流程及参数设置,对支板电热防冰除冰系统的热源布置进行了优化,并研究了来流速度、来流温度以及液态水含量等因素对防冰除冰效果的影响;其次,开展了电热防冰除冰的实验研究,完善了实验基本流程,并研究了热源布置方式、热源功率、液态水含量以及来流温度等因素对电热防冰除冰效果的影响;第三,基于热量传递方向的不同,对结冰表面进行了不同维度的分类,并在前人研究成果的基础上,提出了拟平面结冰表面概念,对拟平面结冰表面上积冰的融化相变过程进行了数值研究,引入了基于焓值-孔隙率法的融化模型,对冰的融化相变过程进行了全程追踪,研究了不同维度结冰表面上积冰的融化相变过程,进一步研究了积冰融化相变过程的影响因素,例如积冰密度以及孔隙率等;第四,通过实验方法研究了积冰融化相变的传热特性以及脱落过程,分析了不同热源功率以及持续加热时间情况下积冰融化相变过程中温度变化的特点,以及不同位置处结冰表面的积冰脱落时的温度变化特点,并可由温度变化特点判断积冰脱落时间。在研究过程中发现传统的电热防冰除冰系统的热源存在能量消耗高、利用率低、热惯性大等问题,为了改进电热防冰除冰系统,提高电热防冰除冰系统的除冰效率,使用电磁感应加热方法替代传统的电加热片或者电加热棒的加热方法,设计了以电磁感应加热器作为热源的电磁感应加热防冰除冰系统,与传统的电热防冰除冰系统进行了实验对比研究,实验结果表明这种新型防冰除冰系统能够实现消耗少量热量即可达到除冰效果的目的,而且这种新型电磁感应加热防冰除冰系统的具有响应速度快、耗能少等优点,具有进一步发展应用的价值。