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Investigación Computacional de los Efectos de las Gotas de Agua en las Formas de Hielo en Alas Aerodinámicas

Autores: Kozelkov, Andrey; Galanov, Nikolay; Semenov, Ilya; Zhuchkov, Roman; Strelets, Dmitry

Idioma: Inglés

Editor: MDPI

Año: 2023

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Acceso abierto

Artículo científico
2023

Investigación Computacional de los Efectos de las Gotas de Agua en las Formas de Hielo en Alas Aerodinámicas


Categoría

Ingeniería y Tecnología

Subcategoría

Ingeniería Aeroespacial

Palabras clave

Efectos
Diámetros de gota
Perfil aerodinámico NACA0012
Acumulación de hielo
Simulación numérica
Distribuciones de Langmuir

Licencia

CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual

Consultas: 37

Citaciones: Sin citaciones


Descripción
El documento presenta los resultados del estudio de los efectos de los diámetros de las gotas en la acumulación de hielo del perfil aerodinámico NACA0012, que se han obtenido en la simulación numérica 3D de la formación de hielo. Para simular el movimiento de las gotas de agua como un medio multifásico, se utiliza el enfoque euleriano, que asume que las gotas de agua tienen formas esféricas, no sufren deformación ni ruptura, no interactúan entre sí y que no ocurre coalescencia/fragmentación de las gotas. Se consideran tanto gotas monodispersas (del mismo tamaño) como polidispersas (de varios tamaños); estas se representan mediante las distribuciones espectrales de Langmuir. Estas distribuciones espectrales tienen en cuenta la naturaleza polidispersa de las gotas y proporcionan una mayor eficiencia en la predicción de las formas de hielo. Las formas de hielo obtenidas en un perfil aerodinámico se comparan con los datos experimentales y calculados disponibles. Cabe señalar que, según los resultados de la simulación, el uso del tamaño estándar del diámetro de la gota igual a 20 m no permite obtener formas correctas de hielo en el borde de ataque del perfil alar en ningún régimen de temperatura. Para temperaturas de -20 grados C a -10 grados C, hay una diferencia notable en comparación con los datos experimentales. Al mismo tiempo, para este rango de temperatura, el uso de la distribución espectral de Langmuir de diámetros de gotas en relación con 15 m proporciona un mejor acuerdo de las formas de hielo formadas con el experimento.

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