Abstract

Statement of the problem. A methodology and software-methodical support that allow modelling the processes of water crystallization on curvilinear surfaces in a three-dimensional setting have been developed. To describe the air-droplet flow, an approach, based on solving the Reynolds averaged Navier − Stokes equations using the Baldwin−Lomax algebraic turbulence model is proposed. In this model the motion of supercooled water droplets is described using a model of interpenetrating media. Numerical simulation of the process of ice crystals growth is performed using the method of surface control volumes, based on the mass, energy conservation and momentum equations. The calculations results are presented on the example of ONERA M6 wing icing. Conclusions. Considering the process of crystallization of a precipitation liquid from an air-droplet flow on a swept wing, a curvature of the streamlines near the leading edge occurs, which affects the character of the movement of the unfrozen liquid along the streamlined surface. With decreasing the length of the chord of the cross section of the wing, the volume of the unfrozen liquid, moving along the wing, which also also significantly influences the shape of the simulated ice build-up, is increasing. The proposed methodology can have wider application in various fields of knowledge, for example, wind power engineering, engineering, in materials science, including modelling the processes of sputtering metal melts on the surface of metal products, while studying the process of pipe aluminizing.

Highlights

  • Ключевые слова: численное моделирование; осредненные по Рейнольдсу уравнения Навье − Стокса; модель турбулентности Болдуина − Ломакса; крыло ONERA M6; обледенение летательных аппаратов

  • У міру віддалення за розмахом крила, зі зменшенням довжини хорди поперечного перерізу, в тому числі, збільшується обсяг рідини, яка переміщується у напрямку вздовж крила, щєо істотно вплива на форму модельованих крижаних наростів

  • A methodology and software-methodical support that allow modelling the processes of water crystallization on curvilinear surfaces in a three-dimensional setting have been developed

Read more

Summary

ЧИСЛОВЕ МОДЕЛЮВАННЯ ПРОЦЕСІВ КРИСТАЛІЗАЦІЇ РІДИНИ НА КРИВОЛІНІЙНІЙ ПОВЕРХНІ

Ключові слова: числове моделювання; осереднені за Рейнольдсом рівняння Нав'є − Стокса; модель турбулентності Болдуіна − Ломакса; крило ONERA M6; обмерзання літальних апаратів. (Tech.), Ass. Prof., YUSHKEVICH О.P. 2, Cand. To describe the air-droplet flow, an approach, based on solving the Reynolds averaged Navier − Stokes equations using the Baldwin−Lomax algebraic turbulence model is proposed. In this model the motion of supercooled water droplets is described using a model of interpenetrating media. Также в существующих методиках для описанияи процессов теплообмена при нарастании кристаллов воды (льда), как правило, используют одномерные интегральные соотношения, что значительно сужает границы применимости такого подхода в задачах в трехмерной постановке. Целью настоящей работы является разработка программно-методического обеспечения, позволяющего описывать процессы кристаллизации на криволинейных аэродинамических поверхностях, в том числе поверхностях летательных аппаратов, лопастях ветроагрегатов, проводах электропередач, элементах метеорологического оборудования, в технологических процессах нанесения покрытий и т. д., с учетом вязкости и сжимаемости среды в трехмерной постановке

Постановка задачи
Uw z p q
Ajk m jk r
Результаты расчетов
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ
Full Text
Paper version not known

Talk to us

Join us for a 30 min session where you can share your feedback and ask us any queries you have

Schedule a call

Disclaimer: All third-party content on this website/platform is and will remain the property of their respective owners and is provided on "as is" basis without any warranties, express or implied. Use of third-party content does not indicate any affiliation, sponsorship with or endorsement by them. Any references to third-party content is to identify the corresponding services and shall be considered fair use under The CopyrightLaw.