Acumulación de Hielo: Técnicas de Medición de Procesamiento de Imágenes para Formas de Hielo en 2D
Autores: Enache, Adriana; Wallisch, Joachim; van Beeck, Jeroen; Hendrick, Patrick; Hann, Richard
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2023
Acceso abierto
Artículo científico
2023
Acumulación de Hielo: Técnicas de Medición de Procesamiento de Imágenes para Formas de Hielo en 2D
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Ingeniería Aeroespacial
Palabras clave
Acumulación de hielo
Industrias de la aviación
Evaluación de riesgos
Sistemas de protección contra el hielo
Técnicas de medición
Detección de la forma del hielo
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 22
Citaciones: Sin citaciones
La acumulación de hielo presenta peligros de seguridad sustanciales para las industrias de aviación tripulada y no tripulada. Su estudio es esencial para la evaluación de riesgos de eventos de congelación y para el desarrollo de sistemas de protección contra el hielo eficientes. Las técnicas de medición de acumulación de hielo existentes - fundición, moldeo y escaneo láser - son lentas, a veces engorrosas de usar y muy costosas, mientras que el trazado manual es económico, pero tiene menor precisión y requiere un procesamiento posterior que consume tiempo. Este trabajo presenta dos técnicas de medición de perfiles de acumulación de hielo en 2D que son de bajo costo, rápidas y fáciles de usar. Ambas emplean algoritmos de detección automática de la forma del hielo, una basada en el procesamiento de imágenes no mediado y otra basada en el procesamiento de trazados manuales de hielo. Las técnicas se aplican a experimentos de acumulación de hielo realizados en un túnel de viento de congelación a bajos números de Reynolds, y sus resultados se validan contra mediciones de grosor de hielo con calibrador. Una comparación de los resultados muestra que ambas técnicas miden con precisión el grosor del hielo en el borde de ataque y la forma 2D de los perfiles de acumulación de hielo. Una técnica es más rápida, con mayor precisión de medición, pero produce perfiles de hielo 2D de línea interrumpida y requiere buenas condiciones de iluminación, mientras que la otra genera perfiles 2D de línea continua y no tiene restricciones de aplicación, pero es más lenta, con menor precisión. Se lleva a cabo una discusión con el objetivo de ayudar a determinar las mejores aplicaciones para cada técnica de medición de acumulación de hielo presentada.
Descripción
La acumulación de hielo presenta peligros de seguridad sustanciales para las industrias de aviación tripulada y no tripulada. Su estudio es esencial para la evaluación de riesgos de eventos de congelación y para el desarrollo de sistemas de protección contra el hielo eficientes. Las técnicas de medición de acumulación de hielo existentes - fundición, moldeo y escaneo láser - son lentas, a veces engorrosas de usar y muy costosas, mientras que el trazado manual es económico, pero tiene menor precisión y requiere un procesamiento posterior que consume tiempo. Este trabajo presenta dos técnicas de medición de perfiles de acumulación de hielo en 2D que son de bajo costo, rápidas y fáciles de usar. Ambas emplean algoritmos de detección automática de la forma del hielo, una basada en el procesamiento de imágenes no mediado y otra basada en el procesamiento de trazados manuales de hielo. Las técnicas se aplican a experimentos de acumulación de hielo realizados en un túnel de viento de congelación a bajos números de Reynolds, y sus resultados se validan contra mediciones de grosor de hielo con calibrador. Una comparación de los resultados muestra que ambas técnicas miden con precisión el grosor del hielo en el borde de ataque y la forma 2D de los perfiles de acumulación de hielo. Una técnica es más rápida, con mayor precisión de medición, pero produce perfiles de hielo 2D de línea interrumpida y requiere buenas condiciones de iluminación, mientras que la otra genera perfiles 2D de línea continua y no tiene restricciones de aplicación, pero es más lenta, con menor precisión. Se lleva a cabo una discusión con el objetivo de ayudar a determinar las mejores aplicaciones para cada técnica de medición de acumulación de hielo presentada.