飞机结冰严重威胁飞行安全,数值模拟方法由于其特有的优势成为结冰问题研究的主要方法。三维飞机结冰数值模拟过程中,多时间步长方法可以更准确模拟飞机的实际结冰过程。本文采用NURBS曲面重构方法,通过自主编程开发一套飞机结冰三维曲面重构算法,实现了三维多时间步长结冰数值模拟。本文主要研究以下内容:首先,介绍了三维结冰数值模拟计算过程中的流场计算、水滴轨迹计算以及结冰计算。分别描述了各个部分的控制方程及其求解方法,通过对比计算结果与实验结果验证了算法的合理性。同时,介绍了多时间步长计算方法以及三维模拟中面临的问题。接着,介绍了基于NURBS曲面重构方法的三维冰形曲面重构算法。基于机翼数据结构,开发了一套数据检索算法,建立了表面节点的拓扑关系。介绍了B样条曲面、节点类型和曲面拟合的基本概念,设计了一套曲面重构的算法流程,实现了将机翼表面节点拟合成光滑曲面。选择了IGES格式实现曲面到实体的转换,并通过算例验证了重构算法的正确性。最后,采用本文算法对不同结冰气象条件下多种三维翼段进行了结冰多时间步长数值模拟。结果表明,多时间步长计算结果比单时间步长更接近于实验结果,验证了本文采用的数值模拟方法和曲面重构算法的正确性,说明了多时间步长在结冰数值模拟方法中的优势。研究了三维飞机结冰数值模拟的最佳时间步长。具体分析了机翼表面水收集系数随着时间的变化情况,计算了升阻力系数和压力云图分析了随着时间步长的变化规律。