2D ice trajectory in the flow field of Joukowski airfoil

Résumé

Le givrage en vol et le dégivrage sont des problèmes important dans l'industrie de l'aviation et ont été étudié ces dernières décennies expérimentalement et numériquement. Au cours des dernières années, l'approche numérique a été privilégiée pour simuler la création de la glace et la trajectoire des pièces de glace en raison de son coût et de son efficacité temporelle. Cette étude vise à étudier l'influence des différents paramètres de la pièce de glace et du profil aérodynamique sur la probabilité d'ingestion de glace par un moteur monté à l'arrière d’un avion. Pour y parvenir, le profil d'écoulement de Joukowski et la trajectoire 2D d'une pièce de glace carrée dans ce champ d'écoulement seront étudiés. Le champ de vitesse autour d’un profil de Joukowski est simulé et sera utilisé pour calculer les forces aérodynamiques sur la pièce de glace carrée. Les trajectoires des particules de glace en forme de plaques carrées dans des champs d'écoulement uniformes sont comparées à la littérature pour valider l’approche numérique. Comme le dégivrage est associé à des incertitudes sur les conditions initiales, la méthode de Monte-Carlo est utilisée pour faire une étude statistique sur le phénomène étudié. La probabilité de collision de glace autour du profil aérodynamique est calculée pour étudier l'influence des paramètres aérodynamiques tels que l'épaisseur, la courbure et l'angle d'attaque ainsi que l'influence de la forme et de la masse de la glace sur la trajectoire de la glace. Le dégivrage est étudié séparément pour l’intrados et l’extrados du bord d'attaque. Les conditions initiales du dégivrage sont un facteur important dans les trajectoires de glace. Les résultats montrent que la probabilité d'ingestion de glace varie en fonction des paramètres de l'aile et de la pièce de glace. Les profils plus épais et plus incurvés imposent moins de risqué d'ingestion de glace. L'angle d'attaque du profil aérodynamique a une influence différente sur la probabilité d’ingestion en fonction de l'emplacement du dégivrage. Les particules de glace rectangulaires et sphériques sont plus susceptibles de frapper le moteur que les morceaux de glace carrés. En outre, il est démontré que l'effet Magnus a une influence importante sur les trajectoires de la glace qui ne peut être ignorée dans les simulations.

Date	27 mars 2018
langue originale	Anglais américain
Établissement diplômant	École de technologie supérieure
Superviseur	François Morency (Directeur(-trice))