飞机在积冰条件下飞行,空气中的过冷水滴撞击到飞机部件如机翼、发动机整流罩表面会发生结冰,结冰会影响飞机的气动特性,因此,为了防止旋转整流罩表面积冰,需开展旋转整流罩积冰模拟实验研究,掌握积冰规律。本文搭建小型冰风洞,将旋转整流罩简化为旋转锥体并通过可视化方法得到了不同结冰工况下的积冰形貌,通过图像分析得到不同种类积冰的生长特性规律;建立简化理论模型,分析水滴在旋转锥体表面的运动及凝固;最后利用两流体模型结合壁面撞击模型进行数值研究。通过实验和数值两种研究方法,对旋转锥体表面结冰机理进行了深入分析,为全面、清楚地描述该现象的规律积累经验,奠定了一定的研究基础。通过可视化实验研究得到了不同锥体转速、来流温度、液态水含量下旋转锥体表面积冰形貌,积冰形貌主要分为霜冰、瘤状冰和刺状冰,并通过图像分析得到了不同工况下霜冰、瘤状冰的积冰生长特性,结果表明:霜冰、瘤状冰在旋转锥体表面的总积冰生长速率随温度的降低、液态水含量的升高以及转速的降低而增大。在锥尖位置轴向积冰生长速率要远大于径向值。刺状积冰特性不同于霜冰和瘤状冰,本文主要分析了其存在区域和冰刺长度的变化规律,结果表明:刺状冰通常首先在靠近锥体底部的位置形成,并逐渐向锥尖位置扩展。刺状冰积冰区域和冰刺生长速率随液态水含量增大和转速提高而增加,且液态水含量的影响作用更显著。根据图像分析建立了实际结冰表面,利用两相流模型结合壁面撞击模型对过冷水滴的运动轨迹进行了计算,得到了局部水收集系数,并与实验结果进行对比验证,吻合性较好,并分析了锥体转速、来流速度、水滴直径对光滑表面和实际表面上局部水收集系数的影响,结果表明:锥体表面局部水收集系数随着转速的增大而减小;随着水滴直径的增大而增大;随着来流速度的增大而增大,实际表面和光滑表面存在差异。