Abstract
In the previous studies, the validation of numerical codes has been conducted based on the qualitative comparison of predicted ice shapes with experiments, which poses a significant limit on the systematic analysis of ice shapes due to the variation of meteorological conditions. In response to this, the numerical code has been quantitatively validated against available experiment for the ice accretion on cylinders and airfoils in the present study. Ice shapes accumulated on the bodies are systematically investigated with respect to various icing parameters. To this end, maximum thickness, heading direction and ice thickness are quantified and expressed in the polar coordinate system for the comparison with other numerical results. By applying the quantitative analysis, similar shapes are intuitively distinguished. The developed numerical code underestimates the ice accretion area and the ice thickness of lower surface. In order to improve the accuracy, further accurate aerodynamic solver is required for the water droplet trajectories.
익형주위 착빙 현상과 관련한 기존 연구는 수치적으로 예측된 결빙형상과 실험 결과를 정성적으로 비교하는데 그쳐, 해석 결과의 정확도에 대한 판단과 외기 조건 변화에 따른 결빙형상의 체계적 분석에 한계가 있었다. 이에 본 논문에서는 실린더와 익형의 결빙 형상을 가용한 실험 및 타 수치해석 결과와 비교, 검증하고 정량적으로 분석하는 연구를 수행하였다. 먼저, 개발된 코드로부터 획득한 결빙형상을 얼음의 최대두께와 얼음의 진행방향, 얼음의 분포, 얼음의 면적을 기준으로 나타낸 후 이를 정량적으로 분석하였다. 정량적 분석을 통해 유사한 결빙 형상을 직관적으로 비교할 수 있었다. 개발한 수치해석 코드는 아랫면에서의 결빙 면적, 얼음의 두께를 작게 예측하였다. 이를 개선하기 위하여 보다 정밀한 유동장 계산을 통해 획득한 입자의 궤적이 요구된다.
