مطالعه پارامتری اثر تجمع یخ بر عملکرد آئرودینامیک ایرفویل NACA0012 با استفاده از FENSAP-ICE

Abstract

در این مقاله به مطالعه پارامتری اثر تجمع یخ بر عملکرد آئرودینامیک ایرفویل NACA۰۰۱۲، با استفاده از نرم‌افزار FENSAP-ICE پرداخته شده است. نتایج این تحقیق نشان می‌دهد که پروفیل یخ تولیدشده روی لبه حمله ایرفویل با زاویه صفر درجه، تقریباً به‌صورت متقارن، دارای دو ناحیه فرورفتگی با انحنای مشخص است. فرورفتگی‌های 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 می‌شود. به‌طوری که در زاویه حمله ۱۲درجه، ضریب لیفت به میزان ۲۰/۵۸% کاهش و ضریب درگ، ۱۵/۹۲% افزایش یافته است. همچنین تأثیر دما و سرعت جریان هوا بر فرآیند تجمع یخ روی ایرفویل NACA۰۰۱۲، در دو رژیم مات و شفاف با جریان برگشتی، مورد مطالعه قرار گرفته است. با کاهش دما از صفر تا °C۱۴- رژیم یخ شفاف با لبه‌های تیز ایجاد شده و ضخامت یخ افزایش می‌یابد. در محدوده دمایی ۱۴- تا°C ۱۶-، فرآیند گذار از رژیم یخ شفاف به مات اتفاق افتاده و در دماهای کمتر از °C۱۶- یخ مات ایجاد می‌شود. در پایان نیز یک سیستم یخ‌زدای حرارتی به‌منظور رفع کامل توده یخ، شبیه‌سازی شده است. نتایج نشان می‌دهند که با اعمال توان حرارتی به میزان ۳۰وات، توسط سیستم یخ‌زدا، فرآیند ذوب توده یخ شاخی ۲۱/۴۱گرمی آغاز شده و ضمن تشکیل جریان آب بازگشتی، کل یخ روی سطح ایرفویل به‌صورت کامل ذوب می‌شود.