Modèle d'accrétion de glace sur un objet bidimensionnel fixe appliquable aux pales d'éoliennes

Le LIMA (Laboratoire International des Matériaux Antigivre) en collaboration avec le CIRA (Italian Aerospace Research Centre) a développé un logiciel simulant l'accrétion de la glace en régime sec et humide sur un objet bidimensionnel fixe. Le modèle thermodynamique de l'accrétion de glace...

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Veröffentlicht in:VertigO : la revue électronique en sciences de l'environnement 2004-05, Vol.5-1 (1)
Hauptverfasser: Fortin, Guy, Ilinca, Adrian, Laforte, Jean-Louis
Format: Artikel
Sprache:eng ; fre
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Beschreibung
Zusammenfassung:Le LIMA (Laboratoire International des Matériaux Antigivre) en collaboration avec le CIRA (Italian Aerospace Research Centre) a développé un logiciel simulant l'accrétion de la glace en régime sec et humide sur un objet bidimensionnel fixe. Le modèle thermodynamique de l'accrétion de glace est similaire aux modèles existants, LEWICE aux États Unis, TRAJICE en Grande Bretagne, ONERA en France ou CANICE au Canada, où les corrélations empiriques ont été remplacées par des analyses physiques. La hauteur des rugosités dépend de l'état de l'eau en surface qui peut exister sous forme d'un film, de gouttes ou de ruisselets et elle est calculée à partir de l'équation d'équilibre entre les forces de tension de surface, aérodynamique et gravitationnelle. Les masses d'eau liquide résiduelle, de ruissellement et d'arrachement sont calculées à partir de modèles analytiques basés sur la hauteur des rugosités, tandis que la nouvelle position de la surface est calculée à l'aide d'une méthode géométrique basée sur les bissectrices entre les panneaux définissants la surface. Le modèle d'accrétion a été validé pour les régimes sec et humide avec des formes de glace obtenues expérimentalement en soufflerie par Shin et Bond. Les formes de glace prédites numériquement sont similaires à celles mesurées expérimentalement et le modèle a été en mesure de générer les formes complexes de glace observées comme les cornes et les cannelures. Les particularités du modèle développé font qu'il pourrait être appliqué aux cas où les vitesses sont faibles ou élevées, ou encore pour les objets tournants par rapport au sol comme pour les pales d'éoliennes ou d'hélicoptères. AMIL (Anti-Icing Materials International Laboratory), in a joint project with CIRA (Italian Aerospace Research Center), developed software to simulate ice accretion in wet and dry regime on a fixed two-dimensional object. The ice accretion thermodynamic model is similar to existing models: LEWICE in the United States, TRAJICE in the United Kingdom, ONERA in France and CANICE in Canada, into which empirical correlations were replaced by physical analyses in the developed software. The roughness height depends on the surface water state, which can exist in the form of a film, bead or rivulet and is calculated from the equilibrium equation between the surface tension, aerodynamics and gravitational forces acting over the bead. Residual, runback and shedding water masses are calculated using analytical models based on the roughne
ISSN:1492-8442
1492-8442
DOI:10.4000/vertigo.3941