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Numerical Modeling of Cooling Water Droplets using a Two-Way Coupling Approach
| datacite.subject.fos | Engenharia e Tecnologia::Engenharia Aeronáutica | por |
| dc.contributor.advisor | Silva, André Resende Rodrigues da | |
| dc.contributor.author | Franco, André Filipe Romão | |
| dc.date.accessioned | 2020-01-22T10:05:47Z | |
| dc.date.available | 2022-02-12T01:30:10Z | |
| dc.date.issued | 2019-05-08 | |
| dc.date.submitted | 2019-02-14 | |
| dc.description.abstract | The present dissertation focuses on the study of the process of cooling and freezing of free falling water droplets. The freezing phenomenon is of extreme relevance in aviation since the impact of drops on lifting surfaces of an aircraft and consequent accretion can lead to the occurrence of incidents and accidents. In order to prevent the formation and accretion of ice, there are several systems to combat this hazard. Critical areas of an aircraft are usually protected by these de-icing systems. However, although these methods can evaporate drops of water or melt the accreted ice, there is still the possibility of downstream ice formation due to new freezing of the ice-water mixture in unprotected areas. Thus, there is a need to study and adapt the existing physical and mathematical models for a better approximation to real-life situations, in order to contribute to a better understanding of this phenomenon and consequently lead to a reduction in the number of incidents and accidents, safety conditions. The objective of this work is to perform a numerical study with the purpose of studying the cooling of free falling water droplets for different diameters and humidity ratios. Ranz-Marshall relations are used, with and without a correction factor, in addition to the Abramzon and Sirignano approach to take into account the effects of convection. A Two-Way Coupling approach is used being the predictions compared with experimental data and numerical predictions in a One-Way Coupling approach. | eng |
| dc.description.abstract | A presente dissertação centra-se no estudo do processo de arrefecimento e congelamento de gotas de água em queda livre. O fenómeno de congelamento é de extrema relevância na área de Engenharia Aeronáutica, uma vez que devido ao impacto de gotas nas superfícies sustentadoras de uma aeronave e consequente acumulação de gelo poderão ocorrer incidentes e acidentes com as aeronaves. Como forma de impedir a formação e acumulação de gelo, existem diversos sistemas para combater este perigo. As áreas críticas de uma aeronave estão normalmente protegidas por sistemas anti gelo. No entanto, embora estes métodos consigam evaporar gotas de água ou derreter o gelo acumulado, existe ainda a possibilidade de formação de gelo a jusante devido a um novo congelamento da mistura gelo-água em áreas desprotegidas. Desta forma, surge uma necessidade de estudar e adaptar os modelos físicos e matemáticos existentes para uma melhor aproximação a situações reais, por forma a contribuir para uma melhor compreensão deste fenómeno e consequentemente levar a uma redução do número de incidentes e acidentes, melhorando as condições de segurança. O objetivo deste trabalho passa pela realização de um estudo numérico com o intuito de estudar o arrefecimento de gotas de água em queda livre para diferentes diâmetros e razões de humidade do ar. As correlações de Ranz-Marshall são utilizadas, com e sem a adição de um fator de correção, para além da abordagem de Abramzon e Sirignano, como forma de considerar os efeitos de convecção. O modelo utilizado é de Two-Way Coupling e as previsões são comparadas com dados experimentais e previsões numéricas cuja abordagem foi One-Way Coupling. | por |
| dc.identifier.tid | 202368041 | |
| dc.identifier.uri | http://hdl.handle.net/10400.6/8567 | |
| dc.language.iso | eng | por |
| dc.subject | por | |
| dc.subject | Arrefecimento | por |
| dc.subject | Congelamento | por |
| dc.subject | Razão de Humidade | por |
| dc.subject | Transmissão de Calor e Massa | por |
| dc.subject | Two-Way Coupling | por |
| dc.title | Numerical Modeling of Cooling Water Droplets using a Two-Way Coupling Approach | por |
| dc.type | master thesis | |
| dspace.entity.type | Publication | |
| rcaap.embargofct | contém dados temporariamente confidenciais | por |
| rcaap.rights | openAccess | pt_PT |
| rcaap.type | masterThesis | por |
| thesis.degree.name | Mestrado Integrado em Engenharia Aeronáutica | por |
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