航空实践表明,飞机结冰是重要的飞行安全隐患之一,它成为了航空工业中无法回避且须解决的问题。发展数值方法研究该问题是国外在该领域的一个重要方向。此外,国内冰风洞试验条件尚不完备,为适应我国航空事业的发展,开展结冰数值计算的研究很有必要。本文的主要内容:首先对飞机结冰问题作了简要的概述。第二章采用边界层积分法计算LHTC(Local Heat Transfer Coefficient),并考虑了粗糙度对表面换热的影响,计算结果与文献中的结果作了验证;推导了结冰热力学模型,给出了二维机翼结冰模型的解法,编写了程序,并取多个典型算例作了验证。第三章针对飞机复杂迎风面的结冰计算问题,提出了基于空气压力梯度和剪切应力的三维结冰数学模型,发展了数值解法,并编写了求解代码;在涵盖明冰(glaze ice)和霜冰(rime ice)形成的气象条件下,对NACA0012平直翼和MS-317后掠翼作了结冰数值模拟,冰形与冰风洞试验结果及LEWICE计算结果作了对比,验证了模型和计算方法的可行性;模拟了某全机的结冰,检验了模型对全机结冰的模拟能力。第四章介绍了一种可以考虑溢流效应的三维防冰热负荷计算方法,并发展了相应的分析方法,以满足大型飞机前缘缝翼防冰系统设计计算的需求;对NACA0012翼型表面溢流水的分布作了模拟、分析和验证;构建了以NACA2412为翼型,形式、尺寸与客机相近的机翼,作了连续最大结冰条件下的完全蒸发系统防冰热负荷的计算,并对结果作了数量级分析。最后一章对本文开展的主要研究作了归纳,并对结冰表面粗糙度及结冰模型的进一步研究提出了展望。