Relación de Hugoniot para una onda de detonación en forma de arco generada en propulsión láser RP
Autores: Sugamura, Kenya; Kato, Kyohei; Komurasaki, Kimiya; Sekine, Hokuto; Itakura, Yuma; Koizumi, Hiroyuki
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2023
Acceso abierto
Artículo científico
2023
Relación de Hugoniot para una onda de detonación en forma de arco generada en propulsión láser RP
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Ingeniería Aeroespacial
Palabras clave
Propulsión láser
Lsd
Onda de detonación
Velocidad cj
Análisis cfd
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 19
Citaciones: Sin citaciones
Se espera que la propulsión láser de pulsos repetitivos (RP) reemplace a los sistemas de propulsión química porque puede reducir los costos de lanzamiento. Una onda de detonación soportada por láser (LSD) juega un papel importante en el proceso de generación de empuje de la propulsión láser RP. Se ha estudiado el mecanismo de propagación de la LSD. Sin embargo, la velocidad de propagación de la LSD medida en un estudio anterior fue inferior a la velocidad de Chapman-Jouguet (CJ), lo que significaba que el análisis de Hugoniot no produjo solución. Los hallazgos sugieren que el flujo radial desde el eje central de la LSD ejerce algunos efectos, pero no se ha evaluado cuantitativamente. Se realizó un análisis de dinámica de fluidos computacional (CFD) bidimensional y axisimétrico utilizando la velocidad de propagación medida para este estudio con el fin de evaluar los efectos del flujo radial de una LSD en forma de arco. Los resultados muestran que las proporciones del flujo radial de masa, momento y entalpía desde el eje central pueden calcularse, respectivamente, como 0.82, 0.13 y 0.17. Además, se demostró que la velocidad de propagación medida de una LSD en forma de arco era superior a la velocidad CJ calculada utilizando el CFD bidimensional axisimétrico que reproduce las condiciones del experimento.
Descripción
Se espera que la propulsión láser de pulsos repetitivos (RP) reemplace a los sistemas de propulsión química porque puede reducir los costos de lanzamiento. Una onda de detonación soportada por láser (LSD) juega un papel importante en el proceso de generación de empuje de la propulsión láser RP. Se ha estudiado el mecanismo de propagación de la LSD. Sin embargo, la velocidad de propagación de la LSD medida en un estudio anterior fue inferior a la velocidad de Chapman-Jouguet (CJ), lo que significaba que el análisis de Hugoniot no produjo solución. Los hallazgos sugieren que el flujo radial desde el eje central de la LSD ejerce algunos efectos, pero no se ha evaluado cuantitativamente. Se realizó un análisis de dinámica de fluidos computacional (CFD) bidimensional y axisimétrico utilizando la velocidad de propagación medida para este estudio con el fin de evaluar los efectos del flujo radial de una LSD en forma de arco. Los resultados muestran que las proporciones del flujo radial de masa, momento y entalpía desde el eje central pueden calcularse, respectivamente, como 0.82, 0.13 y 0.17. Además, se demostró que la velocidad de propagación medida de una LSD en forma de arco era superior a la velocidad CJ calculada utilizando el CFD bidimensional axisimétrico que reproduce las condiciones del experimento.