Un Método Novel Basado en Líneas de Corriente Eulerianas para el Cálculo de Características de Impacto de Gotas Bajo Condiciones de Heladas
Autores: Ye, Zekun; Shen, Xiaobin; Zhao, Jingyu; Guo, Jietao; Lin, Guiping
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2025
Acceso abierto
Artículo científico
2025
Un Método Novel Basado en Líneas de Corriente Eulerianas para el Cálculo de Características de Impacto de Gotas Bajo Condiciones de Heladas
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Ingeniería Robótica
Palabras clave
Acumulación de hielo
Perfil de ala
Vehículo aéreo no tripulado
Características de impacto de gotas
Sistemas de anti-hielo/deshielo
Método de Euler basado en líneas de corriente
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
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Citaciones: Sin citaciones
La acumulación de hielo altera el perfil del ala del vehículo aéreo no tripulado (VANT), degradando el rendimiento aerodinámico y potencialmente provocando incidentes de seguridad. El cálculo de las características de impacto de las gotas es la tarea principal para el análisis de acumulación de hielo y el diseño de sistemas de anti-hielo/deshielo para VANT. Para abordar las desventajas del método euleriano convencional y del método lagrangiano, se establece un método euleriano basado en líneas de corriente para obtener las características de impacto de las gotas. Solo resuelve la ecuación de momento para derivar el campo de velocidad, eliminando la carga computacional de la ecuación de continuidad de las gotas. Las líneas de corriente de las gotas se generan mediante integración hacia atrás en el campo de velocidad de las gotas, lo que permite calcular las características de impacto. En este esquema, la eficiencia de recolección de gotas se calcula sin la predeterminación de las ubicaciones de liberación de las gotas o el seguimiento de un gran número de trayectorias de gotas. El método propuesto se aplica para obtener las eficiencias de recolección de gotas en los casos de un ala NACA0012, un cilindro bidimensional (2D), un ala MS (1)-0317 y un ala RG-15. Los resultados muestran una buena concordancia con los datos en la literatura; por lo tanto, se confirma la viabilidad y efectividad de este método euleriano basado en líneas de corriente. Este trabajo puede proporcionar una referencia para el análisis de acumulación de hielo y el diseño de sistemas de anti-hielo/deshielo para VANT.
Descripción
La acumulación de hielo altera el perfil del ala del vehículo aéreo no tripulado (VANT), degradando el rendimiento aerodinámico y potencialmente provocando incidentes de seguridad. El cálculo de las características de impacto de las gotas es la tarea principal para el análisis de acumulación de hielo y el diseño de sistemas de anti-hielo/deshielo para VANT. Para abordar las desventajas del método euleriano convencional y del método lagrangiano, se establece un método euleriano basado en líneas de corriente para obtener las características de impacto de las gotas. Solo resuelve la ecuación de momento para derivar el campo de velocidad, eliminando la carga computacional de la ecuación de continuidad de las gotas. Las líneas de corriente de las gotas se generan mediante integración hacia atrás en el campo de velocidad de las gotas, lo que permite calcular las características de impacto. En este esquema, la eficiencia de recolección de gotas se calcula sin la predeterminación de las ubicaciones de liberación de las gotas o el seguimiento de un gran número de trayectorias de gotas. El método propuesto se aplica para obtener las eficiencias de recolección de gotas en los casos de un ala NACA0012, un cilindro bidimensional (2D), un ala MS (1)-0317 y un ala RG-15. Los resultados muestran una buena concordancia con los datos en la literatura; por lo tanto, se confirma la viabilidad y efectividad de este método euleriano basado en líneas de corriente. Este trabajo puede proporcionar una referencia para el análisis de acumulación de hielo y el diseño de sistemas de anti-hielo/deshielo para VANT.