NUMERICAL STUDY OF A HOT-AIR-BASED AIRCRAFT WING ANTI-ICING SYSTEM USING THE BOX-BEHNKEN DoE APPROACH Ridha Hannat 1 , François Morency 1 Louis Decoster 2 1 Department of Mechanical Engineering, École de Technologie Supérieure, Montréal, Qc, Canada 2 École Nationale Supérieure de Mécanique et d’Aérotechnique, Chasseneuil du Poitou, France E-mail: ridha.hannat.1@ens.etsmtl.ca; francois.morency@etsmtl.ca Received November 2012, Accepted January 2013 No. 12-CSME-114, E.I.C. Accession 3444 ABSTRACT This article proposes the use of the Box-Behnken design of experiment (DoE) methodology to study an aircraft anti-icing system. The anti-icing system consisted of a piccolo tube with round apertures for producing air jets inside a wing. Mass flow, jet to wall distance, and jet impact angle were varied, starting from an initial design, in order to maximize heat transfer effectiveness. A conjugate heat transfer procedure from commercial CFD software was used to solve for cold air external flow, compressible internal flow, and thermal conduction in the airfoil skin. The DoE methodology was validated using a single impinging jet. A quadratic model of the heat transfer effectiveness of the anti-icing system was then built using the methodology and the maximal value was sought. Keywords: anti-icing; conjugate heat transfer; design of experiment. ÉTUDE PARAMÉTRIQUE D’UN SYSTÈME D’ANTIGIVRAGE À AIR CHAUD POUR AILE D’AVION À L’AIDE DE LA MÉTHODE PdE DE BOX-BEHNKEN RÉSUMÉ Cet article propose d’utiliser un plan d’expérience (PdE) basé sur la méthode Box-Behnken pour étu- dier un système d’antigivrage d’aile d’avion. Le système d’antigivrage consistait en un tube piccolo muni d’ouvertures circulaires pour l’air chaud à l’intérieur d’une aile en flèche. Le débit massique, la distance entre jet d’air et paroi et l’angle d’impact ont été variés à partir d’une conception initiale, afin de maximiser l’efficacité du transfert de chaleur. Une procédure de transfert de chaleur conjugué d’un code commercial de CFD a été utilisée afin de résoudre l’écoulement d’air froid externe, l’écoulement compressible interne et la conduction thermique dans la paroi de l’aile. La méthodologie a été validée à l’aide du cas d’un seul jet d’air percutant une paroi puis utilisée afin de construire un modèle quadratique de l’efficacité du transfert de chaleur du système antigivrage, dont la valeur maximale a été recherchée. Mots-clés : antigivrage ; transfert de chaleur conjugué ; plan d’expériences. Transactions of the Canadian Society for Mechanical Engineering, Vol. 37, No. 1, 2013 111