Eulerian–Lagrangian CFD-microphysics modeling of a near-field contrail from a realistic turbofan
Notice bibliographique
Résumé
Aircraft contrails contribute to climate change through global radiative forcing. As part of the general effort aimed at developing reliable decision-making tools, this paper demonstrates the feasibility of implementing a Lagrangian ice microphysical module in a commercial CFD code to characterize the early development of near-field contrails. While engine jets are highly parameterized in most existing models in a way that neglects the nozzle exit-related aspects, our model accounts for the geometric complexity of modern turbofan exhausts. The modeling strategy is based on three-dimensional URANS simulations of an aircraft nozzle exit involving a bypass and a core jet (Eulerian gas phase). Solid soot and ice particles (dispersed phase) are individually tracked using a Lagrangian approach. The implemented microphysical module accounts for the main process of water-vapor condensation on pre-activated soot particles known as heterogeneous condensation. The predictive capabilities of the proposed model are demonstrated through a comprehensive validation set based on the jet-flow dynamics and turbulence statistics in the case of compressible, turbulent coaxial jets. Simulations of contrail formation from a realistic nozzle-exit geometry of the CFM56-3 engine (short-cowl nozzle delivering a dual stream jet with a bypass rate of 5.3) were also carried out in typical cruise flight conditions ensuring contrail formation. The model provides reliable predictions in terms of the plume dilution and ice-particle properties as compared to available in-flight and numerical data. Such a model can then be used to characterize the impact of nozzle-exit parameters on the optical and microphysical properties of near-field contrails.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction machine sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Le volet Gemma est une étiquette directe du modèle pour chaque travail de la base, lue sur la notice réduite au titre. Le volet Codex est un classifieur appris des 10 348 étiquettes directes de Codex et calibré sur les taux pondérés de l'échantillon; les champs sans appui suffisant ne portent aucun appel Codex. Le mode candidate est l'union des deux volets; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont pas des étiquettes humaines.
Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,001 | 0,000 |
| Science ouverte | 0,000 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,001 | 0,000 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,001 | 0,000 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».