결빙 형상 예측 프로그램은 크게 1세대와 2세대로 구분할 수 있다. 1세대 해석 프로그램은 패널 또는 오일러 방정식을 적용하여 유동장을 해석하고, Lagrangian 기법의 액적 궤적 계산과 Messinger 열역학 모델을 이용하여 결빙 형상을 예측한다. 이는 3차원 및 유동 박리 조건에서 결빙 형상 공기역학적 성능을 예측하는 데 한계가 있다. 이에 본 연구에서는 박리를 동반하는 3차원 결빙 형상 예측을 위한 해석프로그램을 개발하고자 하였다. OpenFOAM의 pimpleFOAM에 Eulerian 액적장 및 Water film모델을 적용한 열역학 모델을 OpenFOAM 플랫폼 내에서 구성하였다. 현재 서리얼음 조건에서의 결빙 형상 예측을 수행하였고, 실험 및 타 수치해석 코드와 유사한 수준의 해석 정확도를 산출하였다.
Ice accretion codes are classified by 1st and 2nd generation. 1st generation codes used panel method or Euler equation as an aerodynamic solver. It adopted Lagrangian approach to calculate trajectories of droplets and Messiner"s thermodynamic model. It has limitations to predict the ice accretion shapes and aerodynamic performance for 3D geometries and separation condition. Therefore an ice accretion code is developed to resolve the weakness of 1st generation codes. This code consists of following modules. PimpleFOAM that OpenFOAM offers as an aerodynamic solver, droplet field calculation based on Eulerian approch, and thermodynamic model based on water film model. These modules are organized in the OpenFOAM platform. Currently, ice accretion shapes are predicted in the rime ice condition. Developed code yields the results which has similar accuracy to existing analysis codes.