Análisis de Métodos Numéricos para las Características de Impacto de Gotas bajo Condiciones de Heladas en Aeronaves
Autores: Shen, Xiaobin; Zhao, Wenzhao; Qi, Zicheng; Lin, Guiping; Wang, Liangquan
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2022
Acceso abierto
Artículo científico
2022
Análisis de Métodos Numéricos para las Características de Impacto de Gotas bajo Condiciones de Heladas en Aeronaves
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Ingeniería Aeroespacial
Palabras clave
Investigación
Impacto de gotas superenfriadas
Formación de hielo en aeronaves
Método lagrangiano
Método euleriano
Eficiencia de recolección
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 37
Citaciones: Sin citaciones
La investigación de las características de impacto de gotas superenfriadas es el paso más importante para el análisis de formación de hielo en aeronaves y de anti-hielo/deshielo. El método lagrangiano y el método euleriano se utilizan ampliamente para calcular el movimiento de las gotas y la eficiencia de recolección, y se considera que ambos métodos obtienen resultados casi idénticos para las características de impacto en superficies bajo condiciones de formación de hielo. Los modelos y enfoques de implementación de los dos métodos se establecieron en este trabajo, y se llevaron a cabo simulaciones del movimiento de gotas para un perfil aerodinámico NACA 0012, una sección 2D de un fuselaje de A320, un perfil aerodinámico de múltiples elementos y un túnel de viento de formación de hielo. Las eficiencias de recolección del perfil aerodinámico NACA 0012 obtenidas por los métodos lagrangiano y euleriano presentan una buena concordancia con los resultados de la literatura, validando los métodos establecidos. Las características de impacto de las gotas de los dos métodos son consistentes para las superficies de las aeronaves sin desviaciones en la trayectoria aguas arriba. Sin embargo, cuando el movimiento de las gotas es desviado por el cuerpo frontal antes de impactar las superficies traseras, los resultados obtenidos por los dos métodos son diferentes, ya sea que las trayectorias de las gotas se crucen o no, lo que subvierte la opinión tradicional de que los métodos lagrangiano y euleriano obtendrían el mismo resultado en las características de impacto de las gotas. La razón se estudia en detalle de acuerdo con los resultados del movimiento de las gotas en el túnel de viento de formación de hielo. Los hallazgos de este trabajo son útiles para la precisión de las simulaciones de formación de hielo y anti-hielo/deshielo en aeronaves, y son valiosos para el desarrollo de la certificación de aeronavegabilidad.
Descripción
La investigación de las características de impacto de gotas superenfriadas es el paso más importante para el análisis de formación de hielo en aeronaves y de anti-hielo/deshielo. El método lagrangiano y el método euleriano se utilizan ampliamente para calcular el movimiento de las gotas y la eficiencia de recolección, y se considera que ambos métodos obtienen resultados casi idénticos para las características de impacto en superficies bajo condiciones de formación de hielo. Los modelos y enfoques de implementación de los dos métodos se establecieron en este trabajo, y se llevaron a cabo simulaciones del movimiento de gotas para un perfil aerodinámico NACA 0012, una sección 2D de un fuselaje de A320, un perfil aerodinámico de múltiples elementos y un túnel de viento de formación de hielo. Las eficiencias de recolección del perfil aerodinámico NACA 0012 obtenidas por los métodos lagrangiano y euleriano presentan una buena concordancia con los resultados de la literatura, validando los métodos establecidos. Las características de impacto de las gotas de los dos métodos son consistentes para las superficies de las aeronaves sin desviaciones en la trayectoria aguas arriba. Sin embargo, cuando el movimiento de las gotas es desviado por el cuerpo frontal antes de impactar las superficies traseras, los resultados obtenidos por los dos métodos son diferentes, ya sea que las trayectorias de las gotas se crucen o no, lo que subvierte la opinión tradicional de que los métodos lagrangiano y euleriano obtendrían el mismo resultado en las características de impacto de las gotas. La razón se estudia en detalle de acuerdo con los resultados del movimiento de las gotas en el túnel de viento de formación de hielo. Los hallazgos de este trabajo son útiles para la precisión de las simulaciones de formación de hielo y anti-hielo/deshielo en aeronaves, y son valiosos para el desarrollo de la certificación de aeronavegabilidad.