Dissertação

State-to-state modelling of high-speed nitrogen shocked flows EVALUATED

As condições de não-equilíbrio que se obtêm ao sujeitar-se um gás de N2 a uma onda de choque foram quantificadas usando modelos estado-para-estado vibrónicos. O modelo do Oscilador Harmónico Forçado foi implementado no cálculo de taxas de transição vibracional e dissociação de N2 e N2+ por impacto com espécies pesadas. Taxas de dissociação termal de N2(X) foram obtidas, revelando uma boa concordância com recentes resultados experimentais. Ajustando-se a curva que representa uma lei do tipo "exponencial de hiato energético" a valores experimentais para as taxas de várias transições vibrónicas de N2, foram obtidas discrepâncias de até uma ordem de grandeza. Os disparos 19, 20 e 40 da campanha n.º 62 do tubo de choque EAST foram simulados usando o código SPARK. Os valores experimentais das variáveis de radiação foram subestimados por uma a duas ordens de grandeza pelos numéricos. Testes de sensibilidade quanto às taxas cinéticas mostraram ser ineficazes na obtenção de uma concordância razoável entre os dois resultados. As simulações permitiram descrever corretamente a forma dos perfis de intensidade radiativa obtidos no disparo de reduzida velocidade, mas não a dos obtidos nos de velocidade superior devido à ocorrência de patamares procedendo picos que não foram reproduzidos numericamente. Encontrou-se uma forte evidência das discrepâncias terem resultado da não modelação do efeito precursor, transferência de calor por radiação entre o gás de alta pressão (assim como o arco eléctrico) e o gás-teste, e/ou condução de calor devido ao plasma a jusante ter estado sujeito a uma onda de choque mais forte.
Entrada atmosférica, Aerotermodinâmica, Plasma de azoto, Estado-para-estado, Radiação, Tubo de choque

julho 22, 2021, 10:0

Publicação

Obra sujeita a Direitos de Autor

Orientação

ORIENTADOR

Mário António Prazeres Lino da Silva

Departamento de Física (DF)

Professor Auxiliar Convidado