en fr Three-dimentional microphysical modeling of ice deposits : application to scallop ice formation on inclined cylinder Modélisation microphysique tridimentionnelle des dépôts de givre Report as inadecuate




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1 Palaiseau - ONERA - The French Aerospace Lab

Abstract : The purpose of this thesis consists in the understanding of the icing phenomenon overcoming during clouds by aircrafts supercooled water contamination. Under specific conditions aerothermic and geometry, ice shape is strongly discontinuous and has the scallop shape. This icing mechanism is multi physics. It requires efficient numerical tools and it has to be adapted to obtain solution. Experimentation lead by NASA on NACA and by ONERA on cylinder allowed of the understanding of the macroscopic scallop ice. These studies are observed, analysed in order to suggest a microphysical model. This study showed that geometry influenced directly on the scallop ice formation because of its links with the friction lines which modify water-s runback. Moreover, the impingement of supercooled droplets by using Lagrangian approach required colossal time calculation. In order to optimize it, many microphysics approaches are proposed. It consists in making by a qualitative way, the convective exchange variation in the roughened ice on the cylinder. Theses simulations lead to result, in the spite of the qualitative study, is very encouraging for future simulations. Indeed, discontinuities are visible and are similar to scallop ice accretion observed experimentally.

Résumé : Le but est de comprendre le phénomène de givrage. Dans certains cas le dépôt de givre est fortement discontinu et a la forme des queues de homard. Le mécanisme de la formation de ce type de givre est multiphysique. Les études expérimentales menées par la NASA sur des NACA et par l-ONERA sur un cylindre permettent de comprendre de façon microscopique le givre en queue de homard. Ces études ont permis de visualiser, d-analyser et de proposer un modèle microphysique de l-accrétion. Elles ont montré que la géométrie joue un rôle dans ce type de formation car elle affecte les directions de ruissellement. Plusieurs approches microphysiques sont proposées consistant à reproduire d-une façon qualitative la variation du coefficient d-échange à la surface du cylindre recouvert de givre. Ces tests de simulation ont aboutis à des résultats bien que qualitatif, très encourageant pour la suite. En effet, des discontinuités visibles s-apparentent aux queues de homard observées expérimentalement.

en fr

Keywords : Icing Numerical simulation aeronautic runback friction lines ballistic discontinuities microphysical phenomenon of accretion

Mots-clés : Givre modélisation numérique aéronautique ruissellement lignes de frottement balistique discontinuité phénomène microphysique de l-accrétion





Author: Xuan Presteau -

Source: https://hal.archives-ouvertes.fr/



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