Computational study on reducing flow asymmetry in over-expanded planar nozzle by incorporating double divergence

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

“…No obstante, para toberas planas con longitudes de la divergente menores a la tobera ULA-2 y ULA-1A XP, y con ángulos medios alrededor de , el comportamiento del patrón de presión en la pared es diferente, tal es el caso para el flujo en una tobera plana experimental estudiado por Hunter [34] para San Luis B. Tolentino Masgo, Jorge Luis Mírez Tarrillo DOI: https://doi.org/10.21501/21454086.3707 un ángulo medio de la divergente de que presentó una menor caída de presión en la pared, para el rango de , en el que el comportamiento de la trayectoria de la presión fue creciente con una curvatura hacia la salida de la tobera; en tal sentido, existe una influencia de la divergente con respecto a su longitud. En la divergente, para un flujo sobrexpandido, cuando el flujo se frena producto del choque, el flujo se separa de la pared aguas abajo, por lo cual se origina una interacción del choque oblicuo con la capa límite, se presentan los gradientes adversos de presión y la transición de choque libre (FSS, por sus siglas en inglés) [35], [36], [37]; en la región central, antes del choque la presión es menor y después del choque la presión es mayor; la región del flujo adyacente a la pared, mucho antes de la separación del flujo la presión es mayor, la presión después del choque es menor que la presión del ambiente de la atmósfera, por lo cual, el flujo ingresa rozando las paredes internas de la tobera y se presenta una recirculación del flujo.…”

Análisis numérico del flujo sobre-expandido en la tobera cónica experimental ULA-1B fuera de diseño

“…Otro estudio realizado para un flujo sobrexpandido en la tobera cónica experimental ULA-1A XP [12], [13] con y , así como con ángulo medio variable en el rango , y carga de presión , presentó fluctuaciones similares con respecto a la tobera ULA-1B en la sección de la garganta y en la divergente; allí el flujo, para la tobera ULA-1A XP al ser estudiada para y , no presentó desaceleración en la sección de la garganta. Otros casos de estudios en toberas planas y cónicas fuera de diseño, sin longitud de garganta, han reportado patrones de flujo en la divergente, con ondas de choque oblicuas que tienen diferentes configuraciones, así como cargas de presiones laterales [16], [18], [29], [30] donde se evidencia que la distribución de presión en la pared es diferente para una tobera con pared curva [31].…”

“…1 se muestra el cohete sonda portador de la tobera ULA-1B experimental durante la prueba de rendimiento. Cabe señalar que otros autores han realizado estudios experimentales y numéricos para toberas sin longitud de garganta, para diferentes ángulos medio de la divergente, enfocando sus estudios en la separación del flujo [15], la inestabilidad y la asimetría [16], [17], [18]. (b) Lanzamiento del cohete sonda portador de la tobera experimental ULA-1B, realizado en el Centro de Adiestramiento Militar General "José Laurencio Silva", Venezuela [9].…”

Numerical analysis of the flow field in a planar nozzle for different divergent angles

“…To model the turbulence of the flow field, CFD computational tools have a great potential to reproduce the flow turbulence, which allows to quantify the thermodynamic parameters of pressure, temperature, Mach number, among other parameters. Therefore, different investigations on turbulence flow in planar nozzles applying CFD reported approximate solutions and were compared with experimental data, which were reported in [5,8,15,16,25,27].…”