Constellation, le dépôt institutionnel de l'Université du Québec à Chicoutimi

Résumé

Le LIMA (Laboratoire International des Matériaux Antigivre) en collaboration avec le CIRA (Italian Aerospace Research Centre) a développé un logiciel simulant l'accrétion de la glace en régime sec et humide sur un objet bidimensionnel fixe. Le modèle thermodynamique de l'accrétion de glace est similaire aux modèles existants, LEWICE aux États Unis, TRAJICE en Grande Bretagne, ONERA en France ou CANICE au Canada, où les corrélations empiriques ont été remplacées par des analyses physiques. La hauteur des rugosités dépend de l'état de l'eau en surface qui peut exister sous forme d'un film, de gouttes ou de ruisselets et elle est calculée à partir de l'équation d'équilibre entre les forces de tension de surface, aérodynamique et gravitationnelle. Les masses d'eau liquide résiduelle, de ruissellement et d'arrachement sont calculées à partir de modèles analytiques basés sur la hauteur des rugosités, tandis que la nouvelle position de la surface est calculée à l'aide d'une méthode géométrique basée sur les bissectrices entre les panneaux définissants la surface. Le modèle d'accrétion a été validé pour les régimes sec et humide avec des formes de glace obtenues expérimentalement en soufflerie par Shin et Bond. Les formes de glace prédites numériquement sont similaires à celles mesurées expérimentalement et le modèle a été en mesure de générer les formes complexes de glace observées comme les cornes et les cannelures. Les particularités du modèle développé font qu'il pourrait être appliqué aux cas où les vitesses sont faibles ou élevées, ou encore pour les objets tournants par rapport au sol comme pour les pales d'éoliennes ou d'hélicoptères.