Grant: Collaborative Science, Technology and Innovation Program – Ideation Fund

Modern aircrafts have deicing systems normally using 1) special materials, 2) weeping anti-ice fluid, 3) heated bleeding air, 4) electrical heaters, 5) pneumatic boots, or 6) vibrating electro-mechanical surfaces placed at the leading edge of the wings and horizontal stabilizers. Pilots must decide to activate the system if icing is observed and adjust the approach by increasing the landing velocities by 37 km/h (20 knots). Several accidents have occurred due to aircraft icing accretion. Manufacturers require enhanced test facilities and more effective 3D computational tools to design and certify aircraft against more stringent icing requirements. The current investigation aims at the assessment and development of 3D numerical techniques to model aircraft icing accretion with de-icing systems. Flows around the test platform of various geometries will be simulated with a turbulence model including impinging super-cooled water droplets, which will be compared with in situ ice accretion measurements.

Les aéronefs modernes sont équipés de systèmes de dégivrage qui utilisent normalement (1) des matériaux spéciaux; (2) un système de diffusion de liquides antigivrage; (3) un système de réchauffement par air; (4) des éléments chauffants électriques; (5) un système de boudins pneumatiques; ou (6) des éléments électromécaniques vibrants placés sur le bord d’attaque des ailes et des stabilisateurs horizontaux. Il incombe aux pilotes d’activer le système si un givrage est observé et d’ajuster l’approche en augmentant la vitesse d’atterrissage de 37 km/h (20 nœuds). Plusieurs accidents ont été causés par l’accumulation de glace sur des aéronefs. Les fabricants doivent pouvoir accéder à des installations de test avancées et à des outils de simulation en 3D plus efficaces pour être en mesure de concevoir et de certifier leurs aéronefs conformément à des exigences aujourd’hui plus sévères en matière de gestion du givrage. La présente étude vise à développer et à évaluer des techniques de simulation numérique en 3D pour modéliser l’accumulation de la glace sur les aéronefs équipés de différents systèmes de dégivrage. La circulation de l’air autour de la plateforme d’essai pour différentes géométries sera simulée à l’aide d’un modèle de circulation turbulente qui permettra notamment de simuler l’impact de gouttelettes d’eau surfondue et de comparer les résultats aux mesures in situ de l’accumulation de la glace.

In the short term, anticipated outcomes will be strengthened collaborations across industry, academia, and government to support research excellence. In the medium term, anticipated outcomes will be the development of new and potentially disruptive technologies with collaborators.

À court terme, les résultats prévus sont des collaborations renforcées dans l’ensemble de l’industrie, du milieu universitaire et du gouvernement afin d’appuyer l’excellence en recherche. À moyen terme, les résultats prévus sont le développement de technologies potentiellement perturbatrices avec des collaborateurs.

The Ideation Fund is intended to encourage, test and validate transformative research ideas generated by teams of NRC scientific personnel and external collaborators with complementary capabilities, acting as a demonstration phase for a continually-evolving suite of research and development (R&D) deliverables at the NRC. The fund supports exploratory research through two mechanisms: the New Beginnings Initiative and the Small Teams Initiative.

Le Fonds d’idéation vise à encourager, à mettre à l’essai et à valider les idées de recherche transformatrice des équipes scientifiques du CNRC et des collaborateurs externes dotés de capacités complémentaires. Il servira ainsi de plateforme de démonstration d’une série de produits livrables en matière de recherche-développement (R-D) en constante évolution au CNRC. Le Fonds appuie la recherche exploratoire au moyen de deux mécanismes : l’Initiative « Nouveaux débuts » et l’Initiative « Petites équipes ».