Análise híbrida numérico-analítica da solidificação de gotículas super-resfriadas

Detalhes bibliográficos
Ano de defesa: 2019
Autor(a) principal: Carvalho, Igor Soares
Orientador(a): Não Informado pela instituição
Banca de defesa: Não Informado pela instituição
Tipo de documento: Dissertação
Tipo de acesso: Acesso aberto
Idioma: por
Instituição de defesa: Universidade Federal do Rio de Janeiro
Brasil
Instituto Alberto Luiz Coimbra de Pós-Graduação e Pesquisa de Engenharia
Programa de Pós-Graduação em Engenharia Mecânica
UFRJ
Programa de Pós-Graduação: Não Informado pela instituição
Departamento: Não Informado pela instituição
País: Não Informado pela instituição
Palavras-chave em Português:
Link de acesso: http://hdl.handle.net/11422/21482
Resumo: Behaviors for many engineering applications and modeling such mechanism would be quite beneficial in tailoring surface coatings for achieving icephobicity to reduce ice adhesion and accretion. In this work, hybrid numerical-analytical solutions are developed for the mathematical model related to the freezing of a supercooled droplet immersed in a cold air stream, subjected to the three main transport phenomena at the interface between the droplet and the surroundings: convective heat transfer, convective mass transfer and thermal radiation. The developed error-controlled hybrid solutions are obtained through application of the Generalized Integral Transform Technique (GITT) on the transient partial differential formulation of this moving boundary heat transfer problem. The nonlinear interface temperature boundary conditions are directly accounted for by the choice of a nonlinear eigenfunction expansion base. Also, the nonlinear moving solidification front is solved for together with the ordinary differential system for the integral transformed temperatures. After verification of the solution against previously reported numerical results and validation with experimental data available in the literature, the influence of the related physical parameters on the droplet freezing time is analyzed.