در این تحقیق، رشد یخ روی بال پهپاد بدون بالک و بالک و تاثیرات آنها بر روی ضرایب آئرودینامیکی در اعداد رینولدز پایین توسط یک روش عددی بررسی شده است. پیکربندی بال به صورت مستطیلی بوده و از سطح مقطع ناکا 0020 استفاده شده است. شبیه سازی ها با روش عددی مبتنی بر روش حجم محدود، الگوریتم فشار مبنا و اسکیم بالادستی مرتبه دو برای محاسبه شار همرفتی انجام شده اند. در روش عددی مذکور جریان به صورت آشفته در نظر گرفته شده و از مدل اشفتگی اسپلارت آلماراس استفاده شده است. برای مدل سازی یخ از نرم افزار تجاری فنس اپ که سیستم شبیه سازی یخ به روش مدولار است استفاده شده است. شبیه سازی تجمیع یخ، فرآیندی دارای تکرار است که شامل محاسبات متوالی جریان هوا، مسیر قطرات آب، بازده جمع آوری و تعادل انتقال حرارت برای تعیین شکل یخ تجمع یافته است. محاسبات در اعدد رینولدرز 5^10 ×34/2 در زاویه حمله 10 صورت گرفته است. نتایج نشان می دهد که پروفیل یخ تولید شده روی لبه حمله بالواره به دلیل فرورفتگی های بالا و پایین توده یخ، باعث ایجاد یک جریان چرخشی در این ناحیه شده که باعث افزایش ضریب پسا فشاری و کاهش ضریب برآ نسبت به بال بدون یخ می شود. قرار دادن وینگلت روی بال با تغییر جریان هوا و کاهش مقاومت هوا از طریق کنترل گردابه‌های القایی که از نوک بال تولید می‌شوند، نیروی لیفت را افزایش و مقاومت هوا را کاهش داده و در نتیجه باعث افزایش سرعت جریان شده و در نهایت به کاهش میزان یخ زدگی و افزایش بهره‌وری آیرودینامیکی بال کمک می‌کنند.

کلمات کلیدی