dc.contributor.advisor | Martos, João Felipe de Araújo | |
dc.creator | Soares, Luiz Henrique Silva Marques | |
dc.date.accessioned | 2022-11-16T18:40:39Z | |
dc.date.available | 2022-11-16T18:40:39Z | |
dc.date.issued | 2020-10-02 | |
dc.date.submitted | 2020 | |
dc.identifier.citation | SOARES, L. H. S. M. Modelagem e implementação de ferramenta para projeto preliminar de motor hipersônico aspirado. 2020. 111 p. Trabalho de Conclusão de Curso (Graduação em Engenharia Aeroespacial)- Universidade Federal de Santa Maria, Santa Maria, RS, 2020. | por |
dc.identifier.uri | http://repositorio.ufsm.br/handle/1/26906 | |
dc.description | Trabalho de conclusão de curso (graduação) - Universidade Federal de Santa Maria, Centro de Tecnologia, Curso de Engenharia Aeroespacial, RS, 2020. | por |
dc.description.abstract | In this work, a tool for preliminary hypersonic airbreathing design, scramjet technology, is
modeled and implemented. It was considered planar and axisymmetric geometries and the
model was sectioned into inlet, combustor and expansion sections. For planar inlet, the
oblique shock wave theory was used and, for axisymmetric inlet, the conical shock wave
theory was adopted. Besides that, to avoid loss performance, the theory of total pressure
recovery was considered. In combustor section, modeled equally for the two geometries,
the theory of unidimensional flow with heat adition (Rayleigh Flow), was considered. In the
expansion section, for planar geometry, the Prandtl-Meyer expansion waves and the area
ratio theory were used. For axisymmetric geometry the spike nozzle was used. For more
reallystic analisys, real gas was considered by adiabatic expansion coefficient variation in
temperature function and the inlet boundary layer is determined. To tool efficiency verify,
a geometries development to fly at geopotential altitude of 30 km in Mach number 7 was
proposed. Then, the tool and the obtained results were validated with fluid dynamics simulation
in Ansys Fluent software. At the end, considered that the objectives were achieved
and noted the need to develop analytics, numerical and experimental methodologies to project
scramjet engine. | eng |
dc.language | por | por |
dc.publisher | Universidade Federal de Santa Maria | por |
dc.rights | Acesso Aberto | por |
dc.rights | Attribution-NonCommercial-NoDerivatives 4.0 International | * |
dc.rights.uri | http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/ | * |
dc.subject | Hipersônica | por |
dc.subject | Propulsão Aspirada | por |
dc.subject | Scramjet | eng |
dc.subject | Ondas de Choque Oblíquas Planas | por |
dc.subject | Ondas de Choque Cônicas | por |
dc.subject | Planar | por |
dc.subject | Axissimétrico | por |
dc.subject | Adição de Calor | por |
dc.subject | Expansão | por |
dc.subject | Modelagem | por |
dc.subject | Implementação | por |
dc.subject | Camada Limite | por |
dc.subject | Hypersonic | eng |
dc.subject | Airbreathing Propulsion | eng |
dc.subject | Oblique Shock Wave | eng |
dc.subject | Conical Shock Wave | eng |
dc.subject | Planar | eng |
dc.subject | Axisymmetric | eng |
dc.subject | Modeling | eng |
dc.subject | Implementation | eng |
dc.subject | Boundary Layer | eng |
dc.title | Modelagem e implementação de ferramenta para projeto preliminar de motor hipersônico aspirado | por |
dc.title.alternative | Modeling and implementation of a tool for preliminary hypersonic airbreathing engine design | eng |
dc.type | Trabalho de Conclusão de Curso de Graduação | por |
dc.degree.local | Santa Maria, RS, Brasil. | por |
dc.degree.graduation | Engenharia Aeroespacial | por |
dc.description.resumo | Neste trabalho, apresenta-se a modelagem e implementação de uma ferramenta para projeto
preliminar de motor hipersônico aspirado, utilizando tecnologia scramjet. Considerouse
as geometrias planar e axissimétrica (Oswatitisch) e seccionou-se o modelo em seções
de compressão, combustão e expansão. Para as seções de compressão, foi utilizada a
teoria da onda de choque oblíqua na geometria planar, e a teoria de onda de choque
cônica para a geometria axissimétrica. Além disso, adotou-se o método da máxima recuperação
da pressão para evitar perdas de desempenho durante a compressão. Na seção
de combustão, modelada igualmente para as duas geometrias, considerou-se a teoria de
adição de calor a um escoamento unidimensional (Escoamento de Rayleigh). Na seção
de expansão, para a geometria planar, implementou-se a teoria das ondas de expansão
de Prandtl-Meyer e, posteriormente, a teoria da razão de áreas. Para a geometria axissimétrica,
considerou-se a modelagem de uma tubeira do tipo spike. De maneira a realizar
uma análise aprofundada, determinou-se a hipótese de gás real, pela variação do coeficiente
de expansão adiabática em função da temperatura, e a presença da camada limite na
região de compressão. De modo a verificar a eficácia da ferramenta, foram propostas geometrias
desenvolvidas para voo à 30 km de altitude geopotencial a número de Mach 7. Na
sequência, a ferramenta e os resultados obtidos foram validados com simulações de fluidodinâmica
realizadas no software Ansys Fluent. Além disso, demonstrou-se a influência
da geometria nas propriedades do escoamento ao longo dos modelos, apresentou-se os
empuxos gerados para os casos estudados. Por fim, considerou-se que os objetivos foram
alcançados e ressaltou-se a necessidade de possuir metodologias analíticas, numéricas e
experimentais no projeto de um motor scramjet. | por |
dc.publisher.country | Brasil | por |
dc.publisher.initials | UFSM | por |
dc.subject.cnpq | CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA AEROESPACIAL | por |
dc.publisher.unidade | Centro de Tecnologia | por |