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

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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 – Jun/2009 Execução: grupo CFD/UFPR

2 Motor-foguete SSME ^ <
Vista externa do motor-foguete principal dos ônibus espaciais dos Estados Unidos. < ^

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

4 Figura 2: Detalhes dos canais de refrigeração.

5 Objetivo principal Implementar códigos computacionais para obter:
Empuxo do motor-foguete Temperatura máxima da parede Considerações: Motor-foguete a propelente líquido Propelente H2/O2 Refrigeração regenerativa ou radiativa

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 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 Modelos químicos para H2/O2
Número de reações Número de espécies Espécies envolvidas 3 H2O, O2, H2 1 2 4 H2O, O2, H2, OH 6 H2O, O2, H2, OH, O, H 5 8 7 10 H2O, O2, H2, OH, O, H, HO2, H2O2 9 18

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 Equipe atual Leandro A. Novak, D Fabiana F. Giacomini, M
Cosmo D.Santiago, D Eduardo M. Germer, M Neil F. Carvalho, D Caroline 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)