Análisis numérico del flujo sobrexpandido en la tobera cónica experimental ULA-2 fuera de diseño

Abstract

En la Universidad de Los Andes, Venezuela, el GCAE ha disenado y fabricado un grupo de toberas supersonicas con longitud de garganta, las cuales han sido empleadas en su fase experimental en motores de cohetes sonda de la serie ULA. En el presente trabajo el objetivo es analizar el comportamiento del campo de flujo sobrexpandido en la tobera conica experimental ULA-2, que tiene un angulo medio de la divergente de , considerado una tobera fuera de diseno. El campo de flujo se simulo en un dominio computacional 2D con el codigo Ansys-Fluent para dos casos de longitud de garganta; se empleo el modelo RANS en conjunto con el modelo de turbulencia de Menter, y para la viscosidad la ley de Sutherland. Los resultados del campo de numero de Mach, presion y temperatura, para la seccion de la garganta con mayor longitud presentaron fluctuaciones producto de las ondas de choque oblicuas, y para la menor longitud no se presentaron fluctuaciones. Se concluye que existe una influencia de la longitud de garganta en el desarrollo del flujo en esa seccion; sin embargo, la longitud de garganta no influye de manera significativa en la velocidad del flujo a la salida de la tobera