Resumen

En este trabajo se presenta un método para simular la acumulación de hielo en el ala de un avión utilizando un solver Navier-Stokes compresible tridimensional, un modelo de campo de flujo de gotas euleriano, un modelo de transformación de malla y un modelo termodinámico. Los modelos anteriores se combinan en un solver y se implementan en OpenFOAM. Se consigue un acoplamiento bidireccional entre el cálculo del campo de flujo de aire y la simulación del hielo. El solver basado en la densidad rhoEnergyFoam se utiliza para calcular el campo de flujo de aire. La función de pared de rugosidad se propone para simular el efecto de rugosidad causado por la acumulación de hielo. Para el cálculo del campo de flujo de gotas, se aplica el modelo euleriano y se utiliza la condición de contorno de pared permeable en el ala para simular el impacto de las gotas. El modelo termodinámico de la formación de hielo se basa en el modelo de Messinger. El modelo de transformación de la malla ajusta la forma del ala en cada paso de tiempo en función de la cantidad de hielo acumulado, de modo que el campo de flujo de aire se actualiza durante la simulación. El efecto de la acumulación de hielo en el flujo de aire se estudia comparando el rendimiento aerodinámico con y sin hielo. Se ha simulado la acumulación de hielo en el modelo de ala ONERA M6 bajo una condición específica para validar el rendimiento del solucionador e investigar el efecto del hielo acumulado en el rendimiento aerodinámico.

• Materias:Aerodinámica Ingeniería aeroespacial Satélites Satélite artificial Meteorología
• Subjects:Aerodynamics Aerospace engineering Satellites Artificial satellites Meteorology
• Palabras claves:acreción de hielo, modelo de morfología de malla, campo de flujo de gotas, hielo acrecido, rendimiento aerodinámico, modelo termodinámico, campo de flujo de aire, solver basado en rhoenergyfoam, navier compresible dimensional, cálculo del campo de flujo de aire
• Keywords:ice accretion, mesh morphing model, droplet flow field, accreted ice, aerodynamic performance, thermodynamic model, airflow field, based solver rhoenergyfoam, dimensional compressible navier, airflow field calculation