Otimização da propulsão de foguetes por meio do desenvolvimento de modelagem numérica aplicada FSI

Abstract

A combustão de combustíveis seguida do escoamento de fluído a altas pressões e velocidades, como é o caso encontrado em sistemas propulsivos, geram grandes tensões sobre a parede dobocal. A metodologia usual atual de resolução numérica deste tipo de problema emprega dois métodos numéricos diferenciados: o método de elementos finitos (FEA) para a modelagem da análise estrutural e o método dos volumes finitos (VFM) para a modelagem da termo fluidodinâmica do escoamento. A interação entre os métodos é normalmente realizada de forma desacoplada devido as características intrínsecas de cada método não serem totalmente compatíveis matematicamente. Essa modelagem desacoplada tem como principal desvantagem uma menor precisão nos resultados frente ao método acoplado. A proposta deste trabalho é resolver as deformações em um bocal de baixo empuxo utilizando a metodologia numérica acoplada. Comparações com resultados encontrados na literatura atual são empregadas para quantificação da precisão do modelo. Por último, o modelo será empregado na análise de otimização do bocal.