Icing of aerodynamic surfaces: modelling the shape of large ice growths

S V Alekseenko,O P Yushkevich

doi:10.30838/j.pmhtm.2413.261218.16.560

Abstract

Icing of aerodynamic surfaces: modelling the shape of large ice growths

Highlights

Актуальность проблемы моделирования процессов обледенения летательных аппаратов обусловлена необходимостью обеспечения безопасности полетов, в том числе в неблагоприятных метеорологических условиях
Стекловидному льду, как правило, присущи наросты рогообразной формы с возможным образованием «перьевых» отложений ниже по потоку
5. Формы наростов льда на профиле NACA 0012 в зависимости от температуры и скорости набегающего потока / Fig. 5

Summary

Физическая постановка задачи

Обледенение летательных аппаратов в полете в большинстве случаев происходит при наличии в атмосфере переохлажденных капель воды, в основном, в слоистых и кучевых облаках, когда эти капли сталкиваются с элементами обтекаемых поверхностей. В рамках разработанной модели будем полагать, что затвердевание воды, содержащейся во влетающей капле, после ее осаждения на обтекаемую поверхность происходит в пропорции, главным образом зависящей от количества высвобождающейся скрытой теплоты фазового перехода, которая может быть поглощена воздухом, жидкостью и льдом. Иногда этой пропорции оказывается недостаточно, чтобы поверхностная капля полностью замерзла до прибытия следующей капли из внешнего потока на то же место. Тогда некоторое количество незамерзшей воды может либо оставаться запертой внутри ледяной матрицы, либо перемещаться вдоль обтекаемой поверхности, образуя стекловидный лед. Когда величина замерзшей доли оказывается близкой к единице, практически вся вода, содержащаяся в переохлажденной капле, успевает затвердевать до прибытия следующей капли, образуется т. Н. рыхлый лед и окончательная температура на ледяной поверхности оказывается ниже 0 °C [3] Когда величина замерзшей доли оказывается близкой к единице, практически вся вода, содержащаяся в переохлажденной капле, успевает затвердевать до прибытия следующей капли, образуется т. н. рыхлый лед и окончательная температура на ледяной поверхности оказывается ниже 0 °C [3]

Математическая постановка задачи

Результаты расчетов

При температуре набегающего потока