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Simulación de Grandes Remolinos de Combustión para Motores a Reacción de Alta Velocidad

Autores: Fureby, Christer; Sahut, Guillaume; Ercole, Alessandro; Nilsson, Thommie

Idioma: Inglés

Editor: MDPI

Año: 2022

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Acceso abierto

Artículo científico
2022

Simulación de Grandes Remolinos de Combustión para Motores a Reacción de Alta Velocidad


Categoría

Ingeniería y Tecnología

Subcategoría

Ingeniería Aeroespacial

Palabras clave

Simulación de grandes remolinos
Estudios de dinámica de fluidos
Combustión a alta velocidad
Modelos de combustión
Química de tasa finita
Modelos de turbulencia

Licencia

CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual

Consultas: 29

Citaciones: Sin citaciones


Descripción
La Simulación de Grandes Vórtices (LES) se ha desarrollado rápidamente en una poderosa metodología computacional para estudios de dinámica de fluidos, entre la Navier-Stokes Promediada por Reynolds (RANS) y la Simulación Numérica Directa (DNS) tanto en precisión como en costo. Las aplicaciones de combustión a alta velocidad, como los ramjets, scramjets, ramjets de modo dual y motores de detonación rotativa, son sistemas de propulsión prometedores, pero también desafiantes de analizar y desarrollar. En este artículo, se revisan los bloques de construcción necesarios para realizar LES de combustión a alta velocidad. Se destaca la modelización de los términos no resueltos y subrejilla en las ecuaciones filtradas de LES. Se presentan las principales familias de modelos de combustión, centrándose en los modelos de química de tasa finita. Se revisa brevemente el método de volumen finito basado en la densidad y los mecanismos de reacción comúnmente empleados en LES de combustión H-aire a alta velocidad. Se presentan tres aplicaciones de combustores a alta velocidad: un experimento de estabilización de llama supersónica detrás de un cuerpo bluff, un experimento de instalación de conexión directa como un caso de transición del modo de operación de ramjet a scramjet, y el Experimento de Vuelo a Pequeña Escala STRATOFLY MR3. Se comparan varias combinaciones de modelos de turbulencia y combustión. También se proporcionan comparaciones con experimentos cuando están disponibles. En general, los resultados muestran una buena concordancia con los datos experimentales (por ejemplo, tren de choque, mezcla, flujo de calor en la pared, transición del modo de operación de ramjet a scramjet).

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