تشکیل یخ بر روی سطوح در معرض جریان حاوی قطرات فوق سرد با روش هیدرودینامیک ذرات هموار

برای شبیه سازی پدیده سه فازی تشکیل یخ روی یک جسم جامد که در معرض جریان هوای مرطوب قرار دارد، از روش هیدرودینامیک ذرات هموار با فرض قابلیت تراکم ضعیف1 با در نظر گرفتن معادلات در مختصات سه بعدی استفاده شد. فرض شد که هوا حامل قطرات آب فوق سرد است که در صورت برخورد به سطح جامد بخشی از این قطرات تغییر فاز داده، به یخ تبدیل می شوند. برای توصیف این پدیده معادلات هیدرودینامیک سیال به همراه معادلات موازنه انرژی در نظرگرفته و حل شد. از آنجا که بازده جمع آوری2 سطح به دست آمده از این روش برای جریان روی کره با آنچه که در منابع به دست آمده است، مطابقت خوبی داشت اعتبار روش تایید شد. سپس از این روش برای پیش بینی فرایند تشکیل یخ در شرایط مختلف استفاده شد. از جمله اثر عدد بی بعد استوکس بر بازده محلی جمع آوری و اثر شار حرارتی سطح بر بازده محلی و متوسط تشکیل یخ بررسی شد. مشاهده شد که بازده جمع آوری در مرکز جسم بیشتر بوده و با افزایش عدد استوکس بیشتر می شود. متعاقبا بازده متوسط تشکیل یخ با افزایش شار کاهش می یابد، هم چنین بازده کلی تشکیل یخ در مرکز جسم بیشتر و در کناره ها کمتر است.