Estudio Comparativo de Esquemas Numéricos para la Combustión Granular de Nitrato de Potasio de Boro
Autores: Elizabeth, Annie Rose; Sarma, Sumit; Jayachandran, T.; Ramakrishna, P. A.; Borthakur, Mondeep
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2024
Acceso abierto
Artículo científico
2024
Estudio Comparativo de Esquemas Numéricos para la Combustión Granular de Nitrato de Potasio de Boro
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Ingeniería Aeroespacial
Palabras clave
Cargas pirotécnicas
Combustión granular
Nitrato de potasio y boro
Simulación numérica
Esquemas de corriente ascendente
Replicación experimental
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 27
Citaciones: Sin citaciones
Múltiples aplicaciones en la industria aeroespacial utilizan cargas pirotécnicas para su funcionamiento, y estas cargas son predominantemente en forma de gránulos. Una de las cargas más utilizadas es el nitrato de potasio y boro (BPN), y el presente estudio se centra en modelar matemáticamente la combustión granular, su recreación experimental y llevar a cabo un estudio comparativo sobre tres esquemas de upwind para su simulación numérica. En este artículo se presenta una versión personalizada de la formulación multifluido compresible de siete ecuaciones para modelar matemáticamente la combustión granular. Se utilizan tres esquemas de upwind, a saber, HLLC, AUSM-up y HLLC-AUSM, para la comparación numérica. Utilizando estos, se desarrolla un código axisimétrico para el estudio comparativo. Para replicar experimentalmente la combustión granular, se dispara BPN granular en una instalación de prueba de bomba cerrada, y la historia de presión experimental se utiliza para las comparaciones numéricas. El código desarrollado puede predecir adecuadamente la física de la combustión granular, y los tres esquemas son igualmente capaces de realizar predicciones numéricas.
Descripción
Múltiples aplicaciones en la industria aeroespacial utilizan cargas pirotécnicas para su funcionamiento, y estas cargas son predominantemente en forma de gránulos. Una de las cargas más utilizadas es el nitrato de potasio y boro (BPN), y el presente estudio se centra en modelar matemáticamente la combustión granular, su recreación experimental y llevar a cabo un estudio comparativo sobre tres esquemas de upwind para su simulación numérica. En este artículo se presenta una versión personalizada de la formulación multifluido compresible de siete ecuaciones para modelar matemáticamente la combustión granular. Se utilizan tres esquemas de upwind, a saber, HLLC, AUSM-up y HLLC-AUSM, para la comparación numérica. Utilizando estos, se desarrolla un código axisimétrico para el estudio comparativo. Para replicar experimentalmente la combustión granular, se dispara BPN granular en una instalación de prueba de bomba cerrada, y la historia de presión experimental se utiliza para las comparaciones numéricas. El código desarrollado puede predecir adecuadamente la física de la combustión granular, y los tres esquemas son igualmente capaces de realizar predicciones numéricas.