Journal of the Korean Society for Aeronautical & Space Sciences (한국항공우주학회지)

The Korean Society for Aeronautical and Space Sciences (한국항공우주학회)
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Prediction of Glaze Ice Accretion on 2D Airfoil

2차원 에어포일의 유리얼음 형상 예측 코드 개발

  • 손찬규 (부산대학교 항공우주공학과 대학원) ;
  • 오세종 (부산대학교 항공우주공학과) ;
  • 이관중 (부산대학교 항공우주공학과)
  • Received : 2010.05.12
  • Accepted : 2010.06.28
  • Published : 2010.08.01
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Abstract

The ice accreted on the airfoil is one of the critical drivers that causes the degradation of aerodynamic performance as well as aircraft accidents. Hence, an efficient numerical code to predict the accreted ice shape is crucial for the successful design of de-icing and anti-icing devices. To this end, a numerical code has been developed for the prediction of glaze ice accretion shape on 2D airfoil. Constant Source-Doublet method is used for the purpose of computational efficiency and heat transfer in the icing process is accounted for by Messinger model. The computational results are thoroughly compared against available experiments and other computation codes such as LEWICE and TRAJICE. The direction and thickness of ice horn are shown to yield similar results compared to the experiments and other codes. In addition, the effects of various parameters - temperature, free-stream velocity, liquid water contents, and droplet diameter - on the ice shape are systematically analyzed through parametric studies.

날개위에 쌓인 얼음은 날개의 공기역학적 성능을 저하시키고 항공기 사고를 야기하는 주요한 원인이 된다. 결빙된 날개의 형상 예측 연구는 얼음으로 변형된 날개의 공기역학적 성능 파악과 제빙 방빙 장치 설계에 선행 되어야 한다. 이를 위해 본 연구에서는 2차원 익형에 발생하는 유리얼음 형상을 예측할 수 있는 코드를 개발하였다. 계산의 효율성을 위해 익형 주위의 유동장 계산은 정상 용출 및 중첩 패널기법을 사용하였고 날개표면과 날개에 유입된 물의 열전달은 Messinger 모델을 통해 고려하였다. 본 코드의 해석 결과는 실험 및 LEWICE 등 기존 해석 프로그램과 상호 검증되었다. 결빙형상의 주요한 요소인 얼음 뿔의 진행 방향 및 얼음 두께는 실험 및 타 프로그램과 유사한 결과를 나타내었다. 또한 대기온도, 수증기 함량, 입자 반지름, 자유류 등이 착빙 형상에 미치는 영향을 체계적으로 분석하였다.

Keywords

Acknowledgement

Supported by : 한국 학술 진흥 재단

References

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