Sviluppo di un codice di calcolo per lo studio della formazione di ghiaccio su profili alari

The code developed starts with flow field computation using a potential method, which is coupled to an integral method for solving the boundary layer equations. The second step is the determination of droplets trajectories using a Lagrangian approach and then the collection efficiency. The convective heat transfer coefficient is determined in the laminar and turbulent case from an integral boundary layer solution that accounts for the roughness due to the ice formation. The last step is the numerical solution of the local thermodynamic balance and the determination of the ice accretion rate. Results are presented for ice accretion on a NACA 0012 airfoil and compared with results from other codes. The numerical solution of mass and thermal balances are performed using a non-uniform grid that allows to have better discretization near the stagnation point of the airfoil. Numerical results compare fairly well with the reference cases in the open literature.

Il codice sviluppato parte da una soluzione del campo di moto, ottenuta attraverso l'utilizzo di un metodo a potenziale completato con una soluzione integrale di strato limite. Il secondo step è la determinazione delle traiettorie delle particelle, effettuata seguendo un approccio lagrangiano, e la conseguente definizione della collection efficiency. Il coefficiente di scambio termico convettico è determinato nel caso laminare e turbolento attraverso una soluzione integrale di strato limite che tiene in considerazione la rugosità superficiale dovuta alla formazione di ghiaccio. L'ultimo passo è la soluzione, effettuata per via numerica, dei bilanci termodinamici su ciascun pannello e la determinazione del rateo di crescita del ghiaccio. In questo lavoro si presentano i risultati ottenuti per simulazioni i ice accretion effettuate per un profilo NACA 0012 e questi sono confrontati con i risultati ottenuti da altri codici. La soluzione numerica dei bilanci termodinamici viene effettuata considerando una griglia di nodi non equispaziata, che consente di avere una discratizzazione migliore in corrispondenza del punto di ristagno. I risultati numerici mostrano buon accordo con i casi di riferimento trovati in letteratura.