Dissertação
Aerodynamic Analysis of a Scramjet Inlet and Isolator EVALUATED
Motores airbreathing, como o motor de combustão supersónica (scramjet), apresentam uma solução mais sustentável para voo hipersónico que os motores de foguete, visto que não precisam de transportar oxidante a bordo. Neste trabalho utilizou-se o código CFD SPARK, mantido pelo Instituto de Plasmas e Fusão Nuclear, para estudar o sistema de compressão de um scramjet, desenhado para um ponto de trajetória a Mach 10. A pré-análise de um caso de estudo bidimensional da literatura mostrou discrepâncias em termos da pressão obtida com recurso ao SPARK e a apresentada da literatura, porém o campo de escoamento obtido foi semelhante. Para além disso verificou-se que temperaturas de parede mais baixas beneficiam o desempenho, enquanto que uma parede adiabática conduz a temperaturas excessivas. Mostrou-se ainda que a dissociação química pode ser negligenciada, mas que o não equilíbrio térmico existe e afeta moderadamente o desempenho. Fizeram-se estudos semelhantes para uma geometria axisimétrica com o mesmo rácio de compressão e contração, tendo sido retirada a conclusão de que o desempenho é menor para esta geometria. Um estudo paramétrico foi ainda efetuado por forma a estabelecer a afetação do número de rampas, do rácio de compressão, do comprimento do isolador, do rácio de contração e ainda da forma do canto de expansão no desempenho, tendo-se verificado a ocorrência de unstart para o caso bidimensional com maior rácio de contração. Simularam-se ainda ambas as configurações a um ponto de trajetória de Mach 7, tendo-se verificado que é possível operar neste regime, porém com menor desempenho do veículo.
janeiro 20, 2021, 9:0
Publicação
Obra sujeita a Direitos de Autor
Orientação
ORIENTADOR
Mário António Prazeres Lino da Silva
Departamento de Física (DF)
Professor Auxiliar Convidado