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Simulacion numerica detallada en regimen transitorio de flujo compresible en perfil de tobera de motor de cohete de combustible solido

Resumen

El presente proyecto de grado presenta el desarrollo numérico de un código computacional para simular el comportamiento del flujo compresible en una tobera bajo las condiciones de operación de un motor de cohete de propelente sólido. Aplicando teoría de Dinámica Computacional de Fluidos (CFD) se desarrolla un código computacional por Método de Volúmenes Finitos (MVF) sobre una malla estructurada en la geometría de la tobera. Esta geometría es definida previamente. El desarrollo del código comienza con la discretización de las ecuaciones gobernantes simplificadas bajo las condiciones de operación. Posteriormente se establece como método de solución un acoplamiento entre variables para una solución directa del sistema de ecuaciones. Una vez se validan los resultados con datos experimentales, se obtiene como resultado de las simulaciones, los contornos de las variables primitivas. Los parámetros de entrada para el código provienen de la curva de empuje del motor, y las propiedades del flujo desde la cámara de combustión. Posteriormente se validan los resultados con resultados experimentales y algunas aproximaciones en el caso compresible para el estudio de las variables balísticas que caracterizan el vuelo y el desempeño del motor. Se verifica el desempeño alcanzado por el motor por medio de la curva de empuje resultante de las simulaciones del código numérico desarrollado.