Modelo CFD para el Deshielo de Aeronaves en Tierra: Verificación y Validación de una Técnica de Entalpía-Porosidad Extendida en Flujos de Dos Fases Particuladas
Autores: Ernez, Sami; Morency, François
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2021
Acceso abierto
Artículo científico
2021
Modelo CFD para el Deshielo de Aeronaves en Tierra: Verificación y Validación de una Técnica de Entalpía-Porosidad Extendida en Flujos de Dos Fases Particuladas
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Ingeniería Mecánica
Palabras clave
Proceso de deshielo de aeronaves en tierra
CFD
Fusión de hielo
Fluidos de deshielo
Técnica de entalpía-porosidad
Transferencia de calor
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 1
Citaciones: Sin citaciones
Los investigadores se han centrado en los últimos cinco años en modelar el proceso de deshielo de aeronaves en tierra utilizando CFD (dinámica de fluidos computacional) con el fin de reducir sus costos y la contaminación. Como esfuerzos preliminares, esos estudios no modelaron el derretimiento del hielo ni la difusión entre los fluidos de deshielo y el agua resultante del proceso de derretimiento. Este artículo propone un método CFD para simular este proceso, llenando estos vacíos. Se utiliza un enfoque de flujo bifásico particulado para modelar el impacto de la pulverización en el hielo cerca de la superficie contaminada. El derretimiento del hielo se modela utilizando una versión extendida de la técnica de entalpía-porosidad. El agua resultante del proceso de derretimiento se difunde en el fluido de deshielo formando una película de fase única. Este artículo presenta un nuevo modelo del proceso. El modelo se verifica y valida a través de tres pasos. (i) verificación del transporte de especies. (ii) validación del campo de temperatura transitoria de una mezcla. (iii) validación de la transferencia de calor convectiva de una pulverización impactante. El coeficiente de permeabilidad de la técnica de entalpía-porosidad se calibra luego. El modelo propuesto demostró ser un candidato adecuado para un estudio paramétrico del proceso de deshielo de aeronaves en tierra. En los casos de prueba de validación, la precisión de la predicción de transferencia de calor supera el 88%. El modelo tiene la capacidad de predecir el tiempo de deshielo y las cantidades de fluido de deshielo necesarias para descontaminar una superficie.
Descripción
Los investigadores se han centrado en los últimos cinco años en modelar el proceso de deshielo de aeronaves en tierra utilizando CFD (dinámica de fluidos computacional) con el fin de reducir sus costos y la contaminación. Como esfuerzos preliminares, esos estudios no modelaron el derretimiento del hielo ni la difusión entre los fluidos de deshielo y el agua resultante del proceso de derretimiento. Este artículo propone un método CFD para simular este proceso, llenando estos vacíos. Se utiliza un enfoque de flujo bifásico particulado para modelar el impacto de la pulverización en el hielo cerca de la superficie contaminada. El derretimiento del hielo se modela utilizando una versión extendida de la técnica de entalpía-porosidad. El agua resultante del proceso de derretimiento se difunde en el fluido de deshielo formando una película de fase única. Este artículo presenta un nuevo modelo del proceso. El modelo se verifica y valida a través de tres pasos. (i) verificación del transporte de especies. (ii) validación del campo de temperatura transitoria de una mezcla. (iii) validación de la transferencia de calor convectiva de una pulverización impactante. El coeficiente de permeabilidad de la técnica de entalpía-porosidad se calibra luego. El modelo propuesto demostró ser un candidato adecuado para un estudio paramétrico del proceso de deshielo de aeronaves en tierra. En los casos de prueba de validación, la precisión de la predicción de transferencia de calor supera el 88%. El modelo tiene la capacidad de predecir el tiempo de deshielo y las cantidades de fluido de deshielo necesarias para descontaminar una superficie.