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Reglas de Selección para el Acoplamiento Longitudinal Resonante en Combustores de Cohetes Experimentales

Autores: Horchler, Tim

Idioma: Inglés

Editor: MDPI

Año: 2022

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Acceso abierto

Artículo científico
2022

Reglas de Selección para el Acoplamiento Longitudinal Resonante en Combustores de Cohetes Experimentales


Categoría

Ingeniería y Tecnología

Subcategoría

Ingeniería Aeroespacial

Palabras clave

Datos experimentales
Simulaciones numéricas
Acoplamiento de modo longitudinal
Inyector
Cámara de combustión
Condiciones de contorno acústico

Licencia

CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual

Consultas: 28

Citaciones: Sin citaciones


Descripción
Este documento investiga diferentes tipos de acoplamiento de modos longitudinales en cámaras de combustión de cohetes a escala reducida utilizando datos experimentales y simulaciones numéricas. Basado en un modelo acústico de onda plana unidimensional de resonadores de cavidad acoplados con dos condiciones de frontera de entrada acústica, se derivan reglas de selección de modos, proporcionando una forma sencilla de predecir qué modos de inyectores y cámaras de combustión tienen frecuencias coincidentes. Se ha informado en la literatura sobre el acoplamiento de modo longitudinal de un inyector con una condición de frontera de entrada acústica abierta durante el transitorio de arranque de un experimento de combustor de investigación. En este experimento, cada tercer modo de inyector se acopla a un modo longitudinal de cámara correspondiente, lo cual se explica en términos de las reglas de selección derivadas en este documento. Los resultados de simulación numérica para un experimento de combustor diferente muestran un comportamiento inesperado de acoplamiento de modos cuando se utiliza una entrada de inyector acústicamente cerrada. El análisis teórico utilizando el modelo de onda unidimensional y aplicando las reglas de selección derivadas muestra que en esta configuración, el modo acústico del inyector puede acomodar dos condiciones de frontera acústica diferentes en la interfaz inyector-cámara simultáneamente. Esto resulta en diferentes formas de modos acústicos en el inyector, explicando el comportamiento inesperado para el acoplamiento resonante con una entrada de inyector acústicamente cerrada.

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