Numerical simulation of the impact and freezing stage of supercooled droplets on the ship superstructure surface in the Arctic route
Numerical simulation of the impact and freezing stage of supercooled droplets on the ship superstructure surface in the Arctic route
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北极航线过冷液滴对船舶上层建筑表面冲击及冻结阶段的数值模拟
DOI：
10.3389/fenrg.2022.950649
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发表时间：
2022-08
影响因子：
3.4
通讯作者：
Li Zhou
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Xu Bai;Sujie Yang;Ping Wei;Li Zhou
结冰不仅影响北极航行船舶的稳定性和安全性，而且会损坏船上设施，危及人员安全。船舶表面的结冰结果与水滴在表面的结冰过程密切相关。在过冷水滴与船体表面碰撞结冰过程中，碰撞与结冰是相互耦合的。这个过程极其敏感。由于外界干扰，最终的冰型和物理参数将发生变化。因此，为了获得准确的船舶结冰结果，需要考虑水滴对表面的微冲击结冰过程。本文从微观角度出发，利用Fluent中凝固/熔化模型的数值模拟方法，分析了过冷度、接触角和液滴撞击对过冷液滴微观凝固过程的影响，结果表明：1）液滴撞击影响液滴体积; 2）随着撞击速度的增加，凝固时间缩短; 3）在相同的冲击速度下，即使过冷度和接触角不同，冻结时间和冷却时间的变化也非常接近。
Icing not only affects the stability and safety of Arctic navigation ships but also damages the facilities on board and endangers the safety of personnel. The icing result on the ship’s surface is closely related to the icing process of water droplets on the surface. In the icing process of supercooled water droplets colliding with the ship surface, the impact and icing are coupled with each other. This process is extremely sensitive. The final ice type and physical parameters will change due to the external disturbance. Therefore, in order to obtain accurate ship icing results, the micro impact icing process of water droplets on the surface needs to be considered. From the microscopic point of view, using the numerical simulation method of solidification/melting model in Fluent, this article analyzes the effects of undercooling, contact angle, and droplet impact on the microscopic solidification process of supercooled droplets, and the results show that 1) droplet impact affects the droplet volume; 2) as the impact velocity increases, the freezing time decreases; 3) in the case of the same impact velocity, the freezing time and cooling time vary very closely even if the degree of undercooling and contact angle are different.
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DOI：
10.2514/6.2004-565
发表时间：
2004-01
期刊：
--
影响因子：
--
作者：
M. Papadakis;A. Rachman;See-Cheuk Wong;Hsiung-Wei Yeong;K. Hung;C. Bidwell
通讯作者：
M. Papadakis;A. Rachman;See-Cheuk Wong;Hsiung-Wei Yeong;K. Hung;C. Bidwell
DOI：
10.16183/j.cnki.jsjtu.2020.077
发表时间：
2021-05
期刊：
Journal of Shanghai Jiaotong University
影响因子：
--
作者：
X. Bai;Sujie Yang
通讯作者：
X. Bai;Sujie Yang
DOI：
10.1115/omae2006-92470
发表时间：
2006
期刊：
--
影响因子：
--
作者：
M. Mahmood;A. Revenga
通讯作者：
M. Mahmood;A. Revenga
DOI：
10.31230/osf.io/6sdhu
发表时间：
2019-11
期刊：
--
影响因子：
--
作者：
P. Nieuwejaar;V. Mazauric;C. Betzler;M. Carapuço;A. Cattrijsse;F. Coren;J. Dañobeitia;C. Day;A. Fitzgerald;Ş. Florescu;J. Diaz;M. Klages;E. Koning;O. Lefort;Giuseppe Magnifico;Ø. Mikelborg;L. Naudts
通讯作者：
P. Nieuwejaar;V. Mazauric;C. Betzler;M. Carapuço;A. Cattrijsse;F. Coren;J. Dañobeitia;C. Day;A. Fitzgerald;Ş. Florescu;J. Diaz;M. Klages;E. Koning;O. Lefort;Giuseppe Magnifico;Ø. Mikelborg;L. Naudts
DOI：
10.1016/0017-9310(87)90317-6
发表时间：
1987-08-01
影响因子：
5.2
作者：
VOLLER, VR;PRAKASH, C
通讯作者：
PRAKASH, C