USO DE UN ESQUEMA DE ALTA RESOLUCIÓN EN UN CÓDIGO DE VOLÚMENES FINITOS PARA SIMULAR FLUJOS DE FLUIDOS COMPRESIBLES SUPERSÓNICOS EN TOBERAS

Resumen

En este trabajo se realizaron simulaciones numéricas de flujos de fluidos compresibles supersónicos dentro de geometrías relacionadas con motores cohete —específicamente, toberas convergentes-divergentes—. Para investigar el comportamiento del flujo dentro de estas toberas, se resolvieron numéricamente las ecuaciones de Euler y de Navier–Stokes. Las simulaciones se llevaron a cabo mediante el código HYNE2D, el cual está basado en el método de volúmenes finitos y fue implementado en el lenguaje de programación Fortran 2003. El código HYNE2D incluye numerosas funciones de flujos convectivos y viscosos, y realiza la discretización temporal de forma explícita o implícita en mallas no estructuradas. Las simulaciones basadas en las ecuaciones de Euler tuvieron como objetivo verificar la precisión numérica del código a través de la consistencia física de los resultados. Para las ecuaciones de Navier–Stokes, el objetivo fue evaluar si el método de alta resolución captura con precisión las ondas de choque y de expansión, además de reproducir un número de Mach igual a uno en la garganta de la tobera. Adicionalmente, el estudio analizó la conversión de energía térmica en energía cinética en toberas de campana y cónicas. Los resultados obtenidos en este trabajo fueron comparados con la literatura relacionada, mostrando una buena precisión.

DOI: https://doi.org/10.56238/edimpacto2025.086-004