Новая физико-математическая модель рассчитывает поведение капель воды на водоотталкивающих поверхностях
Специалисты Томского политехнического университета (ТПУ) и Института теплофизики СО РАН создали алгоритм, способный предсказывать длину скольжения капель воды при ударе о наклонные гидрофобные поверхности. Разработка поможет усовершенствовать антиобледенительные покрытия для авиации, ветрогенераторов и высокоскоростных поездов.
Для достижения супергидрофобных свойств были разработаны различные паттерны текстурирования поверхности. Корректная характеристика свойств и параметров поверхностей и ее интерпретация в ходе совместных плодотворных обсуждений играла важную роль при разработке модели течения жидкости.
— Иван Вожаков, соавтор исследования, старший научный сотрудник ИТ СО РАН
Обледенение – серьезная проблема для авиации: лед на крыльях ухудшает аэродинамику и повышает риски эксплуатации. Новый алгоритм учитывает проникновение жидкости в неровности поверхности и точно прогнозирует максимальный диаметр растекания капли с погрешностью всего 10-20%. Эта модель важна для создания самоочищающихся и противообледенительных покрытий в авиастроении, энергетике и транспорте.
В настоящее время исследователи создают физико-математическую модель, которая сможет принимать во внимание ещё больше параметров, влияющих на прогнозирование поведения жидких частиц, приближая условия к реальным. Например, была увеличена скорость столкновения капель воды с поверхностью, которая не пропускает воду, до 20 м/с. Это стало возможным благодаря использованию разработанной аэрогидродинамической трубы открытого типа. Она позволяет имитировать реальные ситуации столкновения капель с функциональными конструкциями самолетов и ветрогенераторов.
Читайте ещё материалы по теме:
Компактную аэродинамическую трубу для исследования обледенения самолетов создали в ИТПМ СО РАН
Самолет МС-21 получил уникальную систему электроснабжения: аналогов в мире почти нет