O acúmulo de gelo nas asas de aeronaves é um fator comum que contribui para acidentes aéreos. A maioria dos modelos existentes se concentra em qualquer gelo que congela como uma película fina no aerofólio, ou imediatamente após o impacto na asa. Os pesquisadores anunciaram um novo modelo, contabilizando uma combinação dessas formas, que eles esperam que derreta nosso mal-entendido sobre o acúmulo de gelo.

Uma equipe da Universidade de Nottingham usou uma simulação que combina observações experimentais e in situ para caracterizar o gelo em um espectro entre gelo de geada que se forma a partir de vapor d'água e gelo glaceado que se forma a partir de gotículas de água super-resfriadas. Seu trabalho se baseia em modelos existentes, introduzindo um novo parâmetro que leva em conta as mudanças nas características de adesão. Seu papel, publicado em Física dos Fluidos , fornece um modelo para quatro estágios de formação de gelo nas asas da aeronave. Notavelmente, os autores expandem o código ICECREMO (modelagem de acúmulo de gelo) comercialmente disponível para incluir uma nova definição de gelo misto.

"Até agora, tem havido uma falta de trabalho realizado na pesquisa de gelo misto, "disse Zaid Ayaz Janjua, um autor no papel. "Nosso trabalho ajudará a informar a pesquisa em nano-revestimentos termicamente ativos para aeronaves para combater a formação de gelo."

A maioria dos modelos considera duas formas:gelo glaceado e gelo cremoso. O gelo de cobertura é liso e transparente como vidro, enquanto o gelo do gelo é irregular e opaco.

"Você pode pensar no gelo de geada como o tipo de gelo que você poderia facilmente raspar das paredes do seu freezer, enquanto o glaze ice é mais como cubos de gelo, "Janjua disse.

O grupo introduziu uma fração de congelamento para descrever a proporção de gotículas super-resfriadas que congelam com o impacto. A mistura de gelo tem as características de adesão do gelo glaze quando esta fração é zero. Eles verificaram a fração com dados experimentais anteriores sobre como a altura do gelo acumulado afeta o acúmulo de gelo ao longo do tempo.

Então, eles modelaram os estágios de acumulação de gelo do aerofólio. Conforme o gelo cobre a asa, menos gelo congela no impacto porque o gelo cremoso é um condutor térmico mais pobre do que os materiais de aeronaves. Como resultado, o gelo de cobertura forma uma mistura de gelo na asa. À medida que este gelo misturado fica mais espesso e a taxa de condução diminui, uma película de água começa a aparecer até que o gelo adquira um perfil predominantemente de esmalte.

"Para um determinado conjunto de condições atmosféricas, você pode ter alturas de gelo muito diferentes, o que influenciaria muito a quantidade de energia necessária para remover o gelo ou mesmo as ferramentas que você pode selecionar para conseguir isso, "Janjua disse.

Janjua disse que espera que trabalhos futuros olhem além da altura do gelo e investiguem como o gelo se acumula bidimensionalmente em um aerofólio. Mais trabalho é necessário para relacionar a fração de congelamento a outros parâmetros de gelo, como a fração de embalagem. O acúmulo de gelo afeta uma ampla gama de outras aplicações de engenharia, incluindo cabos de alimentação, antenas de rádio e turbinas eólicas, que Janjua está procurando estudar a seguir.