Large droplet dynamics, such as droplet–wall interactions and droplet breakup, have a significant impact on the icing process, under super-cooled large droplet (SLD) conditions. Accordingly, many studies have been conducted to numerically implement the effects of large droplet dynamics on the 2nd generation icing codes. Most of them have focused particularly on droplet–wall interactions, while breakup effects have largely been considered less important. However, considering the larger median volumetric diameter (MVD) regime of SLD conditions, the collection efficiency distribution near the stagnation point can be considerably affected by the breakup effects influencing the droplet–wall interactions. This study numerically investigated the breakup effects on droplet–wall interactions to achieve an improved impingement analysis under SLD conditions. To simulate these effects, a combined large droplet dynamics model was proposed. This model incorporated the breakup model, which estimated the size and velocity of the fragmented secondary droplets, into the droplet–wall interaction model, and it was assumed that all secondary droplets impinge on the surface. Droplet impingement analysis was performed for three geometries of an NACA23012 airfoil (clean, rime-ice, and glaze-ice geometries) under four MVD conditions (52, 111, 154, and 236 μm). As a result, a better prediction of the maximum collection efficiency at the stagnation point was achieved for the cases of clean and rime-ice geometries, although no improvement was observed for the glaze-ice shape case.

在过冷的大液滴（SLD）条件下，大液滴动态（例如，液滴与壁的相互作用和液滴破裂）对结冰过程具有重大影响。因此，已经进行了许多研究以数值地实现大液滴动力学对第二代结冰代码的影响。它们中的大多数都特别关注液滴与壁之间的相互作用，而破碎作用在很大程度上被认为不那么重要。但是，考虑到SLD条件的较大的中位体积直径（MVD）方案，滞留点附近的收集效率分布可能会受到影响液滴-壁相互作用的分解效应的很大影响。这项研究以数字方式研究了破裂对液滴-壁相互作用的影响，从而在SLD条件下实现了改进的碰撞分析。为了模拟这些效果，提出了一个组合的大液滴动力学模型。该模型将估计碎片的次级液滴的大小和速度的分解模型合并到液滴-壁相互作用模型中，并假定所有次级液滴都撞击在表面上。在四种MVD条件（52、111、154和236μm）下，对三种几何形状的NACA23012机翼进行了液滴撞击分析（清洁，冰霜和釉冰几何形状）。结果，对于清洁和冰霜几何形状的情况，可以更好地预测停滞点处的最大收集效率，尽管对于釉冰形状的情况没有观察到任何改善。他们估计了碎片化的次级液滴的大小和速度，并推入了液滴与壁的相互作用模型中，并假设所有次级液滴都撞击在表面上。在四种MVD条件（52、111、154和236μm）下，对三种几何形状的NACA23012机翼进行了液滴撞击分析（清洁，冰霜和釉冰几何形状）。结果，对于清洁和冰霜几何形状的情况，可以更好地预测停滞点处的最大收集效率，尽管对于釉冰形状的情况没有观察到任何改善。他们估计了碎片化的次级液滴的大小和速度，并推入了液滴与壁的相互作用模型中，并假设所有次级液滴都撞击在表面上。在四种MVD条件（52、111、154和236μm）下，对三种几何形状的NACA23012机翼进行了液滴撞击分析（清洁，冰霜和釉冰几何形状）。结果，对于清洁和冰霜几何形状的情况，可以更好地预测停滞点处的最大收集效率，尽管对于釉冰形状的情况没有观察到任何改善。在四种MVD条件（52、111、154和236μm）下，对三种几何形状的NACA23012机翼进行了液滴撞击分析（清洁，冰霜和釉冰几何形状）。结果，对于清洁和冰霜几何形状的情况，可以更好地预测停滞点处的最大收集效率，尽管对于釉冰形状的情况没有观察到任何改善。在四种MVD条件（52、111、154和236μm）下，对三种几何形状的NACA23012机翼进行了液滴撞击分析（清洁，冰霜和釉冰几何形状）。结果，对于清洁和冰霜几何形状的情况，可以更好地预测停滞点处的最大收集效率，尽管对于釉冰形状的情况没有观察到任何改善。