Гидротермодинамика пленки воды, ручейков и капель на поверхности обтекаемого тела в приложении к проблеме обледенения
Кашеваров А.В1, Стасенко А.Л.1
1Центральный аэрогидродинамический институт им. проф. Н.Е. Жуковского, Жуковский, Московская обл., Россия

Email: a.v.kash@yandex.ru, stasenko@serpantin.ru
Поступила в редакцию: 20 июня 2025 г.
В окончательной редакции: 2 сентября 2025 г.
Принята к печати: 14 октября 2025 г.
Выставление онлайн: 17 февраля 2026 г.
Приведены результаты физико-математического и численного анализа динамики и теплообмена фрагментов жидкости, увлекаемых потоком воздуха вдоль поверхности твердого тела. Последовательные явления распада пленки на ручейки и ручейков на капли рассмотрены как единый процесс. Для локализации этих распадов предложен интегральный критерий, учитывающий суммарный импульс ускоряющих сил. Точка примерзания капли оценена на основании предыдущих работ авторов. Разработанный алгоритм позволил предсказать место начала обледенения элементов конструкции летательного аппарата и характер рельефа наледи, образующейся в летных условиях и наземных экспериментах. Ключевые слова: угол смачивания, поверхностное натяжение, принцип минимума полной энергии, закон Юнга-Дюпре, воздушно-капельный поток, профиль NACA0012.
- M. Yamazaki, A. Jemcov, H. Sakaue. J. Airspace, 8 (7), 188 (2021). DOI: 10.3390/aerospace8070188
- J. Mora, P. Garci a, F. Carreno, M. Gonzalez, M. Gutierrez, L. Montes, V.R. Gavira, C. Lopez-Santos, A. Vicente, P. Rivero, R. Rodri guez, S. Larumbe, C. Acosta, P. Ibanez-Ibanez, A. Corozzi, M. Raimondo, R. Kozera, B. Przybyszewski, A.R. Gonzalez-Elipe, A. Borras, F. Redondo, A. Aguero. Surf. Coatings Technol., 465, 2023129585 (2023). DOI: 10.1016/j.surfcoat.2023.129585
- J. Mikielewiecz, J.R. Moszynski. Intern. J. Heat Mass Transfer, 19 (7), 771 (1976). DOI: 10.1016/0017-9310(76)90130-7
- T. Hobler. Chemia Stosowana B, 2, 145 (1964)
- S.G. Bankoff. Intern. J. Heat Mass Transfer, 14 (12), 2143 (1971). DOI: 10.1016/0017-9310(71)90034-2
- K.M. Al-Khalil, C. Horvath, D.R. Miller, W. Wright. NASA TM 2001-210907 (2001). DOI: 10.2514/6.1997-51
- K. Zhang, B. Johnson, A.P. Rothmayer, H. Hu. AIAA, 2014-0741 (2014). DOI: 10.2514/6.2014-0741
- K. Zhang, T. Wei, H. Hu. Exp. Fluids, 56 (9), 173 (2015). DOI: 10.1007/s00348-015-2046-z
- G.A.L. Silva, O.M. Silvares, E.J.G.J. Zerbini. AIAA, 2006-3785 (2006). DOI: 10.2514/6.2006-3785
- W. Dong, M. Zheng, J. Zhu, G. Lei. J. Aircraft, 53 (6), 1597 (2006). DOI: 10.2514/1.C033637
- A. Gosset. EUCASS 2017-482 (2017). DOI: 10.13009/EUCASS2017-482
- Y. Lou, X. Bu, X. Shen, G. Lin, R. Zhang, F. Zeng, H. Jin, K. Ma, D. Wen. Aerospace, 9 (10), 570 (2022). DOI: 10.3390/aerospace9100570
- М.Е. Дейч, Г.А. Филиппов. Газодинамика двухфазных сред (Энергоиздат, М., 1981)
- E. Ogretim, W. Huebsch, A.F. Shinn. J. Aircraft, 43 (1), 233 (2006). DOI: 10.2514/1.16241
- С.Ш. Рехвиашвили, А.А. Сокуров. ЖТФ, 94 (4), 554 (2024). DOI: 10.61011/JTF.2024.04.57525.267-23 [S.Sh. Rekhviashvili, A.A. Sokurov. Tech. Phys., 69 (4), 522 (2024). DOI: 10.61011/JTF.2024.04.57525.267-23]
- А.В. Кашеваров, А.Л. Стасенко. Теплофизика и аэромеханика, 26 (2), 237 (2019). [A.V. Kashevarov, A.L.Stasenko. Thermophys. Areromechan., 26 (2), 223 (2019). DOI: 10.1134/S0869864319020069]
- J.J. Gilman. J. Appl. Phys., 31 (12), 2208 (1960). DOI: 10.1063/1.1735524
- Э.С. Гринац, В.А. Жбанов, А.В. Кашеваров, А.Б. Миллер, Ю.Ф. Потапов, А.Л. Стасенко. ТВТ, 57 (2), 246 (2019). DOI: 10.1134/S0040364419020054 [E.S. Grinats, A.B. Miller, A.L. Stasenko, V.A. Zhbanov, A.V. Kashevarov, Y.F. Potapov. High Temp., 57 (2), 222 (2019). DOI: 10.1134/S0018151X19020056]
- В.А. Жбанов, А.Л. Стасенко, О.Д. Токарев. ТВТ, 60 (6), 860 (2022). DOI: 10.31857/S0040364422060163 [V.A. Zhbanov, A.L Stasenko, O.D. Tokarev. High Temp., 60 (6), 791 (2022). DOI: 10.1134/s0018151x22060086]
- G.W. Young, S.H. Davis. J. Fluid Mech., 176, 1 (1987). DOI: 10.1017/S0022112087000557
- A. Daerr, J. Eggers, L. Limat, N. Valade. Phys. Rev. Lett., 106 (18), 184501 (2011). DOI: 10.1103/PhysRevLett.106.184501
- M. Hartmann, M. Fricke, L. Weimar, D. Grunding, T. Marie, D. Bothe, S. Hardt. Intern. J. Multiphase Flow, 140, 103582 (2021). DOI: 10.1016/j.ijmultiphaseflow.2021.103582
- J. Xie, J. Xu, W. Shang, K. Zhang. Intern. J. Heat Mass Transfer, 122, 45 (2018). DOI: 10.1016/j.ijheatmasstransfer.2018.01.098
- M. Backholm, D. Molpeceres, M. Vuckovac, H. Nurmi, M.J. Hokkanen, V. Jokinen, R.H. Ras. Commun. Mater., 1 (1), 64 (2020). DOI: 10.1038/s43246-020-00065-3
- А.Ю. Вараксин. ТВТ, 56 (2), 282 (2018). DOI: 10.7868/S0040364418020175 [A.Y. Varaksin. High Temp., 56 (2), 275 (2018). DOI: 10.1134/S0018151X18020220]
- A. Huerre, A. Monier, T. Seon, C. Josserand. J. Fluid Mech., 914, A32 (2021). DOI: 10.1017/jfm.2021.41
- Г. Шлихтинг. Теория пограничного слоя (Наука, М., 1974) [пер. с нем.: H. Schlichting. Grenzschicht-Theorie (Verlag G. Braun, Karlsruhe, 1964)]
- L. West, G. Gimmestad, R. Herkert, W. Smith, S. Kireev, T. Daniels, L. Cornman, B. Sharman, A. Weekley, G. Perram, K. Gross, G. Smith, W. Feltz, J. Taylor, E. Olson. AIAA, 2009-3635 (2009). DOI: 10.2514/6.2009-3635