Sekventielle model flikker væk på mysterier af fly

Isophobning på flyvinger er en almindelig medvirkende årsag til flyulykker. De fleste eksisterende modeller fokuserer på enten is, der fryser som en tynd film på bærefladen, eller umiddelbart efter, at den rammer vingen. Forskere har annonceret en ny model, tegner sig for en kombination af disse former, at de håber vil smelte vores misforståelse af istilvækst.

Et hold ved University of Nottingham brugte en simulering, der matcher eksperimentelle og in situ-observationer, til at karakterisere is på et spektrum mellem rimis, der dannes af vanddamp, og glasuris, der dannes fra underafkølede vanddråber. Deres arbejde bygger på eksisterende modeller ved at introducere en ny parameter, der tager højde for ændringer i adhæsionskarakteristika. Deres papir, udgivet i Fysik af væsker , giver en model for fire stadier af isdannelse på flyvinger. Især forfatterne udvider den kommercielt tilgængelige ICECREMO-kode (ice accretion modeling) til at omfatte en ny definition af blandet is.

"Indtil nu, der har været mangel på arbejde udført med at forske i blandet is, " sagde Zaid Ayaz Janjua, en forfatter på papiret. "Vores arbejde vil hjælpe med at informere forskning i termisk aktive nanocoatings til fly for at bekæmpe isdannelse."

De fleste modeller overvejer to former:glasuris og rimis. Glasuris er glat og er klar som glas, mens rimis er ujævn og uigennemsigtig.

"Du kan tænke på rimis som den slags is, du nemt kan skrabe af fra væggene i din fryser, hvorimod glasuris er mere som isterningis, " sagde Janjua.

Gruppen introducerede en frysefraktion for at beskrive andelen af ​​superafkølede dråber, der fryser ved stød. Isblandingen har vedhæftningsegenskaberne som glasuris, når denne fraktion er nul. De bekræftede fraktionen med tidligere eksperimentelle data om, hvordan højden af ​​akkumuleret is påvirker rim-is-tilvækst over tid.

Derefter, de modellerede stadierne af acretion af aerofoil. Mens rimis dækker vingen, mindre is fryser ved stød, fordi rimis er en dårligere termisk leder end flymaterialer. Som resultat, glasuris danner en isblanding på vingen. Efterhånden som denne blandede is bliver tykkere, og ledningshastigheden falder, en vandfilm begynder at dukke op, indtil isen har fået en overvejende glasurprofil.

"For et bestemt sæt atmosfæriske forhold, du kan have vidt forskellige ishøjder, hvilket i høj grad ville påvirke mængden af ​​energi, der er nødvendig for at fjerne isen eller endda de værktøjer, du kan vælge for at opnå det, " sagde Janjua.

Janjua sagde, at han håber, at fremtidigt arbejde vil se ud over ishøjden og undersøge, hvordan is akkumuleres todimensionelt på tværs af en bæreflade. Der kræves yderligere arbejde for at relatere frysefraktionen til andre isparametre, såsom pakningsfraktionen. Isdannelse påvirker en lang række andre tekniske applikationer, inklusive strømkabler, radiomaster og vindmøller, som Janjua søger at studere næste gang.