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dc.contributor.advisorMartos, João Felipe de Araújo
dc.creatorSoares, Luiz Henrique Silva Marques
dc.date.accessioned2022-11-16T18:40:39Z
dc.date.available2022-11-16T18:40:39Z
dc.date.issued2020-10-02
dc.date.submitted2020
dc.identifier.citationSOARES, 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.urihttp://repositorio.ufsm.br/handle/1/26906
dc.descriptionTrabalho de conclusão de curso (graduação) - Universidade Federal de Santa Maria, Centro de Tecnologia, Curso de Engenharia Aeroespacial, RS, 2020.por
dc.description.abstractIn 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.languageporpor
dc.publisherUniversidade Federal de Santa Mariapor
dc.rightsAcesso Abertopor
dc.rightsAttribution-NonCommercial-NoDerivatives 4.0 International*
dc.rights.urihttp://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/*
dc.subjectHipersônicapor
dc.subjectPropulsão Aspiradapor
dc.subjectScramjeteng
dc.subjectOndas de Choque Oblíquas Planaspor
dc.subjectOndas de Choque Cônicaspor
dc.subjectPlanarpor
dc.subjectAxissimétricopor
dc.subjectAdição de Calorpor
dc.subjectExpansãopor
dc.subjectModelagempor
dc.subjectImplementaçãopor
dc.subjectCamada Limitepor
dc.subjectHypersoniceng
dc.subjectAirbreathing Propulsioneng
dc.subjectOblique Shock Waveeng
dc.subjectConical Shock Waveeng
dc.subjectPlanareng
dc.subjectAxisymmetriceng
dc.subjectModelingeng
dc.subjectImplementationeng
dc.subjectBoundary Layereng
dc.titleModelagem e implementação de ferramenta para projeto preliminar de motor hipersônico aspiradopor
dc.title.alternativeModeling and implementation of a tool for preliminary hypersonic airbreathing engine designeng
dc.typeTrabalho de Conclusão de Curso de Graduaçãopor
dc.degree.localSanta Maria, RS, Brasil.por
dc.degree.graduationEngenharia Aeroespacialpor
dc.description.resumoNeste 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.countryBrasilpor
dc.publisher.initialsUFSMpor
dc.subject.cnpqCNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA AEROESPACIALpor
dc.publisher.unidadeCentro de Tecnologiapor


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