Simulación Numérica del Flujo de Película de Agua y Ruptura en Superficies Antihielo
Autores: Zhang, Changxian; Liu, Lei; Hu, Yaping; Li, Pengfei
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2024
Acceso abierto
Artículo científico
2024
Simulación Numérica del Flujo de Película de Agua y Ruptura en Superficies Antihielo
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Ingeniería Aeroespacial
Palabras clave
Flujo
Características morfológicas
Agua líquida
Superficies heladas
Anti-hielo
Aeronaves
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 32
Citaciones: Sin citaciones
Las características de flujo y morfológicas del agua líquida en las superficies de deshielo y anti-desgelo de las aeronaves están estrechamente relacionadas con las características de formación de hielo y la distribución de temperatura de la superficie anti-desgelo. Para predecir las características de flujo y ruptura de una película de agua, se construyó un modelo 3D de flujo continuo de película de agua y un modelo de ruptura de la película de agua en hilos en una superficie anti-desgelo, basados en el modelo de formación de hielo, y se desarrollaron los métodos correspondientes para resolver los modelos. Usando el perfil aerodinámico NACA0012 como objeto de simulación, se simularon numéricamente las características cambiantes de altura y velocidad de una película de agua continua con el tiempo y las características morfológicas de los hilos formados a partir de la ruptura de una película de agua continua. Los resultados indican que, con un aumento en la velocidad de entrada, el tiempo requerido para que la película de agua cubra completamente la superficie y alcance la estabilidad disminuye. Aguas abajo en la zona de impacto de las gotas de agua, los valores calculados de la altura de la película de agua continua se alinean bien con los experimentos, así como la altura del chorro en la ubicación de ruptura de la película de agua continua con los valores experimentales. Con un ángulo de contacto razonable, el error de cálculo del ancho del chorro está dentro del 10%.
Descripción
Las características de flujo y morfológicas del agua líquida en las superficies de deshielo y anti-desgelo de las aeronaves están estrechamente relacionadas con las características de formación de hielo y la distribución de temperatura de la superficie anti-desgelo. Para predecir las características de flujo y ruptura de una película de agua, se construyó un modelo 3D de flujo continuo de película de agua y un modelo de ruptura de la película de agua en hilos en una superficie anti-desgelo, basados en el modelo de formación de hielo, y se desarrollaron los métodos correspondientes para resolver los modelos. Usando el perfil aerodinámico NACA0012 como objeto de simulación, se simularon numéricamente las características cambiantes de altura y velocidad de una película de agua continua con el tiempo y las características morfológicas de los hilos formados a partir de la ruptura de una película de agua continua. Los resultados indican que, con un aumento en la velocidad de entrada, el tiempo requerido para que la película de agua cubra completamente la superficie y alcance la estabilidad disminuye. Aguas abajo en la zona de impacto de las gotas de agua, los valores calculados de la altura de la película de agua continua se alinean bien con los experimentos, así como la altura del chorro en la ubicación de ruptura de la película de agua continua con los valores experimentales. Con un ángulo de contacto razonable, el error de cálculo del ancho del chorro está dentro del 10%.