Interacción fluido estructura en flujo compresible en régimen supersónico

GARELLI, L.; PAZ RODRIGO; STORTI MARIO

San Luis

Congreso; Enief 2008, XVII Congreso sobre Métodos Numéricos y sus Aplicaciones; 2008

Asociación Argentina de Mecánica Computacional - AMCA

En el presente trabajo se modelan las deformaciones que sufren estructuras aeronauticas y espaciales, como por ejemplo las toberas de motores cohetes, cuando sobre ellas circula un fluido a altas temperaturas y altos numeros de Mach. El problema es analizado mediante la resolucion de las ecuaciones de Navier-Stokes u o para flujo compresible en el caso del fluido y las ecuaciones de un lido elastico con grandes deformaciones o a y rotaciones en el caso de la estructura. Para el acople de cada subproblema se utiliza el algoritmo de Gauss-Seidel sobre los estados del fluido y la estructura, lo cual facilita la utilizacion de codigos especializados en o o cada subarea. Dependiendo de la fisica del problema, el acople puede ser fuerte o debil. Para el primer caso es necesario equipar al codigo con un lazo interno al lazo del paso del tiempo que itera sobre ambos subproblemas o hasta converger una cierta tolerancia, de manera tal de obtener una formulacion monolitica para el acople. En el caso del problema del fluido es necesaria la utilizacion de una formulacion ALE (por Arbitrary Lagrangian-Eulerian Formulation) para poder considerar el movimiento de la malla conforme este interactua con el solido que se deforma.  Se presentan resultados sobre la modelacion de la interaccion entre el fluido y estructura en el encendido de un motor cohete. En este tipo de problemas cuando ocurre la ignicion del motor se produce un incremento subito o u de la presion en la camara, lo cual da origen a ondas de compresion que, conjuntamente con la presion de funcionamiento interna, generan deformaciones en la tobera modificando así el patron de flujo de salida llegando inclusive a producir la falla del motor.