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Optimización Multi-Objetivo de Nozzles de Motores de Detonación por Pulso Tipo Cohete

Autores: Gonzalez-Viana, Alberto; Sastre, Francisco; Martin, Elena; Velazquez, Angel

Idioma: Inglés

Editor: MDPI

Año: 2025

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Acceso abierto

Artículo científico
2025

Optimización Multi-Objetivo de Nozzles de Motores de Detonación por Pulso Tipo Cohete


Categoría

Ingeniería y Tecnología

Subcategoría

Ingeniería Aeroespacial

Palabras clave

Motor de pulso de detonación
Optimización multiobjetivo
Variables de diseño
Solucionador numérico
Configuración de tobera

Licencia

CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual

Consultas: 30

Citaciones: Sin citaciones


Descripción
Este estudio numérico abordó la optimización multiobjetivo de una tobera de motor de detonación por pulso tipo cohete. El motor de detonación por pulso consistía en una sección cilíndrica de longitud constante y diámetro constante, además de una tobera que podía ser convergente, divergente o convergente-divergente. El espacio de cinco variables de diseño contenía: la relación de equivalencia de la mezcla H2-Aire, la relación de contracción convergente, la relación de expansión divergente, la longitud adimensional de la tobera y la relación de longitud convergente a divergente. El solucionador numérico tipo Euler no estacionario era cuasi-unidimensional con área de sección transversal variable. La química se simuló mediante una reacción global de un solo paso. El solucionador se utilizó para generar tres tensores de datos de cinco dimensiones que contenían: impulso específico basado en el combustible, impulso total y área de superficie de la tobera, para cada configuración. Los tensores se descompusieron utilizando la técnica de Descomposición en Valores Singulares de Alto Orden. Los eigenvectores de las descomposiciones se utilizaron para generar descripciones continuas de los tensores de datos. Un algoritmo genético más un algoritmo de optimización de Método de Gradiente actuaron sobre los tensores de datos densificados. Se consideraron cinco funciones objetivo diferentes que involucraban impulso específico basado en el combustible, impulso total y área de superficie de la tobera, ya sea por separado o en pares/tripletas. Los resultados obtenidos se discutieron, tanto cualitativa como cuantitativamente, en términos de las diferentes funciones objetivo. Se proporcionaron pautas de diseño que podrían ser de interés en el creciente campo de las aplicaciones de ingeniería de motores de detonación por pulso.

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