Análise do regime de escoamento hipersônico através de bocais do tipo convergente-divergente

Detalhes bibliográficos
Autor(a) principal: Vicentini, Guilherme Dias
Data de Publicação: 2016
Tipo de documento: Trabalho de conclusão de curso
Idioma: por
Título da fonte: Repositório Institucional da UTFPR (da Universidade Tecnológica Federal do Paraná (RIUT))
Texto Completo: http://repositorio.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/11771
Resumo: The interest in simulation of regime flows at high speed, has become more present in recent decades, consequent to the increasing study in aerodynamics and the beginning of the Space Age. In the case of ascent or atmospheric reentry vehicles, such bodies are subjected to a hypersonic flow, whose Number of Mach, M, is greater or equal to 5. In such flow, two important phenomena occur, being the viscous interaction and the relation of high temperatures, between the body and the shock wave. This will cause, from a certain point, the gas to begin to undergo chemical reactions, as this will be under the effect of high temperatures. Consequently, it is provided that the isentropic expansion exponent, γ, is no longer constant due to the occurrence of gas dissociation. The use of CFD (Computational Fluid Dynamic) codes is an example of an essential element for the modeling of this type of flow. Such an approach is based on approximate (numerical) solutions of governing equations over a discrete mesh, which the more refined its numerical solution tends to be. The present work aims at numerically investigating this hypersonic flow, through a theoretical development, to obtain the convergent-divergent type nozzle geometry, using a MATLAB simulation.
id UTFPR-12_139df1e1eaa22a5a5f373977be9c3f24
oai_identifier_str oai:repositorio.utfpr.edu.br:1/11771
network_acronym_str UTFPR-12
network_name_str Repositório Institucional da UTFPR (da Universidade Tecnológica Federal do Paraná (RIUT))
repository_id_str
spelling Análise do regime de escoamento hipersônico através de bocais do tipo convergente-divergenteAnalysis of a hypersonic flow regime through convergent-divergent nozzlesTubeirasFluidodinâmica computacionalSimulação (Computadores)NozzlesComputational fluid dynamicsComputer simulationCNPQ::ENGENHARIASThe interest in simulation of regime flows at high speed, has become more present in recent decades, consequent to the increasing study in aerodynamics and the beginning of the Space Age. In the case of ascent or atmospheric reentry vehicles, such bodies are subjected to a hypersonic flow, whose Number of Mach, M, is greater or equal to 5. In such flow, two important phenomena occur, being the viscous interaction and the relation of high temperatures, between the body and the shock wave. This will cause, from a certain point, the gas to begin to undergo chemical reactions, as this will be under the effect of high temperatures. Consequently, it is provided that the isentropic expansion exponent, γ, is no longer constant due to the occurrence of gas dissociation. The use of CFD (Computational Fluid Dynamic) codes is an example of an essential element for the modeling of this type of flow. Such an approach is based on approximate (numerical) solutions of governing equations over a discrete mesh, which the more refined its numerical solution tends to be. The present work aims at numerically investigating this hypersonic flow, through a theoretical development, to obtain the convergent-divergent type nozzle geometry, using a MATLAB simulation.O interesse na simulação de escoamentos de regime em alta velocidade tem se tornado mais presente, nessas últimas décadas, como consequência do crescente estudo na área da aerodinâmica e do início da Era Espacial. No caso de veículos de subida ou de reentrada atmosférica, tais corpos estão submetidos à um escoamento hipersônico, cujo Número de Mach, M, maior ou igual a 5. Em tal escoamento, dois fenômenos importantes ocorrem, sendo eles a interação viscosa e a relação de altas temperaturas entre o corpo e a onda de choque. Isso fará com que, a partir de certo ponto, o gás comece a sofrer reações químicas, visto que este estará sob efeito das altas temperaturas. Consequentemente, proporciona-se que o expoente de expansão isentrópico, γ, não seja mais constante, devido a ocorrência de dissociação dos gases. A utilização de códigos de CFD (Computational Fluid Dynamic) é um exemplo de elemento essencial para a modelagem desse tipo de escoamento. Tal abordagem é baseada em soluções (numéricas) aproximadas de equações governantes sobre uma malha discreta, que quanto mais refinada, tende a ser mais precisa sua solução numérica. O presente trabalho visa investigar numericamente esse escoamento hipersônico, através de um desenvolvimento teórico, para se obter a geometria da tubeira do tipo convergente-divergente, utilizando uma simulação em MATLAB.Universidade Tecnológica Federal do ParanáGuarapuavaBrasilEngenharia MecânicaUTFPRFaria Júnior, Antonio Carlos Amaro deNaaktgeboren, ChristianFaria Júnior, Antonio Carlos Amaro deNaaktgeboren, ChristianDalmas, SergioVicentini, Guilherme Dias2020-11-14T17:25:53Z2020-11-14T17:25:53Z2016-12-02info:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/bachelorThesisapplication/pdfVICENTINI, Guilherme Dias. Análise do regime de escoamento hipersônico através de bocais do tipo convergente-divergente. 2016. 52 f. Trabalho de Conclusão de Curso (Graduação) – Universidade Tecnológica Federal do Paraná, Guarapuava, 2016.http://repositorio.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/11771porinfo:eu-repo/semantics/openAccessreponame:Repositório Institucional da UTFPR (da Universidade Tecnológica Federal do Paraná (RIUT))instname:Universidade Tecnológica Federal do Paraná (UTFPR)instacron:UTFPR2020-11-14T17:25:53Zoai:repositorio.utfpr.edu.br:1/11771Repositório InstitucionalPUBhttp://repositorio.utfpr.edu.br:8080/oai/requestriut@utfpr.edu.br || sibi@utfpr.edu.bropendoar:2020-11-14T17:25:53Repositório Institucional da UTFPR (da Universidade Tecnológica Federal do Paraná (RIUT)) - Universidade Tecnológica Federal do Paraná (UTFPR)false
dc.title.none.fl_str_mv Análise do regime de escoamento hipersônico através de bocais do tipo convergente-divergente
Analysis of a hypersonic flow regime through convergent-divergent nozzles
title Análise do regime de escoamento hipersônico através de bocais do tipo convergente-divergente
spellingShingle Análise do regime de escoamento hipersônico através de bocais do tipo convergente-divergente
Vicentini, Guilherme Dias
Tubeiras
Fluidodinâmica computacional
Simulação (Computadores)
Nozzles
Computational fluid dynamics
Computer simulation
CNPQ::ENGENHARIAS
title_short Análise do regime de escoamento hipersônico através de bocais do tipo convergente-divergente
title_full Análise do regime de escoamento hipersônico através de bocais do tipo convergente-divergente
title_fullStr Análise do regime de escoamento hipersônico através de bocais do tipo convergente-divergente
title_full_unstemmed Análise do regime de escoamento hipersônico através de bocais do tipo convergente-divergente
title_sort Análise do regime de escoamento hipersônico através de bocais do tipo convergente-divergente
author Vicentini, Guilherme Dias
author_facet Vicentini, Guilherme Dias
author_role author
dc.contributor.none.fl_str_mv Faria Júnior, Antonio Carlos Amaro de
Naaktgeboren, Christian
Faria Júnior, Antonio Carlos Amaro de
Naaktgeboren, Christian
Dalmas, Sergio
dc.contributor.author.fl_str_mv Vicentini, Guilherme Dias
dc.subject.por.fl_str_mv Tubeiras
Fluidodinâmica computacional
Simulação (Computadores)
Nozzles
Computational fluid dynamics
Computer simulation
CNPQ::ENGENHARIAS
topic Tubeiras
Fluidodinâmica computacional
Simulação (Computadores)
Nozzles
Computational fluid dynamics
Computer simulation
CNPQ::ENGENHARIAS
description The interest in simulation of regime flows at high speed, has become more present in recent decades, consequent to the increasing study in aerodynamics and the beginning of the Space Age. In the case of ascent or atmospheric reentry vehicles, such bodies are subjected to a hypersonic flow, whose Number of Mach, M, is greater or equal to 5. In such flow, two important phenomena occur, being the viscous interaction and the relation of high temperatures, between the body and the shock wave. This will cause, from a certain point, the gas to begin to undergo chemical reactions, as this will be under the effect of high temperatures. Consequently, it is provided that the isentropic expansion exponent, γ, is no longer constant due to the occurrence of gas dissociation. The use of CFD (Computational Fluid Dynamic) codes is an example of an essential element for the modeling of this type of flow. Such an approach is based on approximate (numerical) solutions of governing equations over a discrete mesh, which the more refined its numerical solution tends to be. The present work aims at numerically investigating this hypersonic flow, through a theoretical development, to obtain the convergent-divergent type nozzle geometry, using a MATLAB simulation.
publishDate 2016
dc.date.none.fl_str_mv 2016-12-02
2020-11-14T17:25:53Z
2020-11-14T17:25:53Z
dc.type.status.fl_str_mv info:eu-repo/semantics/publishedVersion
dc.type.driver.fl_str_mv info:eu-repo/semantics/bachelorThesis
format bachelorThesis
status_str publishedVersion
dc.identifier.uri.fl_str_mv VICENTINI, Guilherme Dias. Análise do regime de escoamento hipersônico através de bocais do tipo convergente-divergente. 2016. 52 f. Trabalho de Conclusão de Curso (Graduação) – Universidade Tecnológica Federal do Paraná, Guarapuava, 2016.
http://repositorio.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/11771
identifier_str_mv VICENTINI, Guilherme Dias. Análise do regime de escoamento hipersônico através de bocais do tipo convergente-divergente. 2016. 52 f. Trabalho de Conclusão de Curso (Graduação) – Universidade Tecnológica Federal do Paraná, Guarapuava, 2016.
url http://repositorio.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/11771
dc.language.iso.fl_str_mv por
language por
dc.rights.driver.fl_str_mv info:eu-repo/semantics/openAccess
eu_rights_str_mv openAccess
dc.format.none.fl_str_mv application/pdf
dc.publisher.none.fl_str_mv Universidade Tecnológica Federal do Paraná
Guarapuava
Brasil
Engenharia Mecânica
UTFPR
publisher.none.fl_str_mv Universidade Tecnológica Federal do Paraná
Guarapuava
Brasil
Engenharia Mecânica
UTFPR
dc.source.none.fl_str_mv reponame:Repositório Institucional da UTFPR (da Universidade Tecnológica Federal do Paraná (RIUT))
instname:Universidade Tecnológica Federal do Paraná (UTFPR)
instacron:UTFPR
instname_str Universidade Tecnológica Federal do Paraná (UTFPR)
instacron_str UTFPR
institution UTFPR
reponame_str Repositório Institucional da UTFPR (da Universidade Tecnológica Federal do Paraná (RIUT))
collection Repositório Institucional da UTFPR (da Universidade Tecnológica Federal do Paraná (RIUT))
repository.name.fl_str_mv Repositório Institucional da UTFPR (da Universidade Tecnológica Federal do Paraná (RIUT)) - Universidade Tecnológica Federal do Paraná (UTFPR)
repository.mail.fl_str_mv riut@utfpr.edu.br || sibi@utfpr.edu.br
_version_ 1850498076091875328