USO DE UM ESQUEMA DE ALTA RESOLUÇÃO EM UM CÓDIGO DE VOLUMES FINITOS PARA SIMULAR ESCOAMENTOS DE FLUIDOS COMPRESSÍVEIS SUPERSÔNICOS EM BOCAIS
Palavras-chave:
Bocais Convergentes-divergentes, Bocais Supersônicos, Método de Volumes Finitos, Esquema de Alta Resolução, Esquema de RoeResumo
Neste trabalho, foram realizadas simulações numéricas de escoamentos de fluidos compressíveis supersônicos em geometrias relacionadas a motores de foguete —especificamente, bocais convergentes-divergentes. Para investigar o comportamento do escoamento nesses bocais, as equações de Euler e de Navier–Stokes foram resolvidas numericamente. As simulações foram executadas utilizando o código HYNE2D, que é baseado no método de volumes finitos e implementado na linguagem de programação Fortran 2003. O código HYNE2D inclui diversas funções de fluxo convectivo e viscoso e realiza a discretização temporal de forma explícita ou implícita em malhas não estruturadas. As simulações baseadas nas equações de Euler tiveram como objetivo verificar a precisão numérica do código por meio da consistência física dos resultados. Para as equações de Navier–Stokes, o objetivo foi avaliar se o método de alta resolução captura adequadamente as ondas de choque e expansão, além de reproduzir um número de Mach igual a um na garganta do bocal. Além disso, o estudo analisou a conversão de energia térmica em energia cinética em bocais do tipo sino (bell-shaped) e cônicos. Os resultados obtidos neste trabalho foram comparados com a literatura relacionada, apresentando boa precisão.
