مطالعه پارامتری اثر تجمع یخ بر عملکرد آئرودینامیک ایرفویل naca0012 با استفاده از fensap-ice

در این مقاله به مطالعه پارامتری اثر تجمع یخ بر عملکرد آئرودینامیک ایرفویل naca0012، با استفاده از نرم افزار fensapice پرداخته شده است. نتایج این تحقیق نشان می دهد که پروفیل یخ تولیدشده روی لبه حمله ایرفویل با زاویه صفر درجه، تقریباً به صورت متقارن، دارای دو ناحیه فرورفتگی با انحنای مشخص است. فرورفتگی های بالا و پایین توده یخ، باعث ایجاد جریان چرخشی در این نواحی شده که این امر سبب افزایش درگ فشاری و کاهش ضریب لیفت، نسبت به حالت بدون یخ می شود. به طوری که در زاویه حمله 12درجه، ضریب لیفت به میزان 20/58% کاهش و ضریب درگ، 15/92% افزایش یافته است. همچنین تاثیر دما و سرعت جریان هوا بر فرآیند تجمع یخ روی ایرفویل naca0012، در دو رژیم مات و شفاف با جریان برگشتی، مورد مطالعه قرار گرفته است. با کاهش دما از صفر تا °c14 رژیم یخ شفاف با لبه های تیز ایجاد شده و ضخامت یخ افزایش می یابد. در محدوده دمایی 14 تا °c 16، فرآیند گذار از رژیم یخ شفاف به مات اتفاق افتاده و در دماهای کمتر از °c16 یخ مات ایجاد می شود. در پایان نیز یک سیستم یخ زدای حرارتی به منظور رفع کامل توده یخ، شبیه سازی شده است. نتایج نشان می دهند که با اعمال توان حرارتی به میزان 30وات، توسط سیستم یخ زدا، فرآیند ذوب توده یخ شاخی 21/41گرمی آغاز شده و ضمن تشکیل جریان آب بازگشتی، کل یخ روی سطح ایرفویل به صورت کامل ذوب می شود.

Parametric Study of the Effects of Ice Accretion on the Aerodynamic Performance of NACA0012 Airfoil Using FENSAP-ICE

In the present study, a parametric study has been carried out to investigate the influence of ice accretion on the aerodynamic performance of NACA0012 airfoil through numerical simulations using FENSAPICE. The results reveal that at zero angle of attack the ice profile created on the leading edge of the airfoil is symmetric. The most dominant feature in the flowfield of an iced airfoil is a recirculation zone that forms due to concavity regions created on both upper and lower surfaces of the airfoil. The numerical simulations show that the appearance of the recirculation zone alters significantly the aerodynamic coefficients. At the angle of attack 12 °, lift coefficient decreases by %20.58 and the drag coefficient increases by %15.92 in comparison with the clean airfoil. The effects of temperature and air flow velocity on the ice accretion created on the NACA0012 were investigated for glaze ice and rime ice. The thickness of ice increases with decreasing temperature, and glaze ice with the sharp horn is created at the temperatures ranging from 0 °C to 14 °C. Making the transition from glaze ice to rime ice occurs at temperatures varied from 14 °C to 16 °C and at temperatures below 16 °C rime ice is created. In order to eliminate the ice accretion, a thermal deicing system is simulated. By applying a heat power of 30 watts, the melting of 21.41 gr horn ice starts and the created ice on the airfoil surface is completely melted. It should be noted that with the introduction of thermal deicing system the runback water flow on the airfoil rsquo;s surface occurs.