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1 Simulação numérica de escoamento reativo, transferência de calor e termoelasticidade em motor-foguete CFD-10 Financiador: AEB (R$ 77 mil) Jul/2007 –

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1 1 Simulação numérica de escoamento reativo, transferência de calor e termoelasticidade em motor-foguete CFD-10 Financiador: AEB (R$ 77 mil) Jul/2007 – Jun/2009 Execução: grupo CFD/UFPR

2 2 Motor-foguete SSME < ^

3 3 Figura 1: Motor-foguete bipropelente com refrigeração regenerativa.

4 4 Figura 2: Detalhes dos canais de refrigeração.

5 5 Objetivo principal Implementar códigos computacionais para obter: Empuxo do motor-foguete Temperatura máxima da parede Considerações: Motor-foguete a propelente líquido Propelente H 2 /O 2 Refrigeração regenerativa ou radiativa

6 6 Metas 1: Escoamento viscoso 2D não-reativo (tubeira) 2: Escoamento viscoso 2D reativo (tubeira) 3: Acoplar refrigeração regenerativa e radiativa 1D 4: Condução e termoelasticidade 2D na parede

7 7 Modelos físicos 1: Gás com propriedades constantes 2: Gás com propriedades variáveis 3: Gases em escoamento congelado 4: Gases em escoamento em equilíbrio químico local 5: Gases em escoamento com taxa finita de reação

8 8 Modelos químicos para H 2 /O 2 ModeloNúmero de reações Número de espécies Espécies envolvidas 003H 2 O, O 2, H H 2 O, O 2, H 2, OH 346H 2 O, O 2, H 2, OH, O, H H 2 O, O 2, H 2, OH, O, H, HO 2, H 2 O H 2 O, O 2, H 2, OH, O, H, HO 2, H 2 O 2

9 9 Metodologia geral Método dos Volumes Finitos Aproximações númericas de segunda ordem Arranjo co-localizado de variáveis Formulação para qualquer regime de velocidades Malhas estruturadas cartesianas e não-ortogonais Estimativa do erro numérico com GCI Linguagem Fortran 90/95/2003 Solvers G-S, ADI e MSI com multigrid

10 10 Equipe atual Leandro A. Novak, DFabiana F. Giacomini, M Cosmo D.Santiago, DEduardo M. Germer, M Neil F. Carvalho, DCaroline T.L. Pertschi,M Carlos H. Marchi (UFPR)3 M Luciano K. Araki (UFPR)3 D Ricardo C. Almeida (UFPR)7 P Márcio A. V. Pinto (UEPG)total = 13 Márcio A. Martins (UNICENTRO) A. Fábio C. Silva (UFSC) J. Nivaldo Hinckel (INPE)


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