SIMULACIÓN NUMÉRICA DE UN PROPULSOR MAGNETOPASMADINÁMICO POR EL MÉTODO DE VOLÚMENES FINITOS

GHIRARDOTTO, MAURICIO; MAGLIONE, LIVIO; ELASKAR, SERGIO; BRITO, HÉCTOR; LIFSCHITZ, LUIS

Salta

Congreso; MECOM 2012; 2012

Asociación Argentina de Mecánica Computacional

Se conoce como magnetogasdinámica o MGD para abreviar, a la rama de la mecánica delcontinuo que estudia el movimiento de un gas eléctricamente conductor en presencia de un campomagnético. La MGD computacional representa una de las más prometedoras tecnologíascomputacionales interdisciplinarias para el diseño aeroespacial. En la actualidad, en Argentina, se estádesarrollando un propulsor magnetoplasmadinámico de propelente sólido (AMPD) como una opciónde propulsión para satélites; en particular, para el control de órbita y/o de actitud de microsatélites. Unmodelo MGD se basa generalmente en el supuesto de que el plasma puede considerarse como unmedio continuo y por lo tanto se puede caracterizar por relativamente pocas cantidades macroscópicas.El modelo para un flujo afectado por fuerzas electromagnéticas incluye el conjunto completo de lasecuaciones de Maxwell, junto con las ecuaciones de Navier-Stokes. Las ecuaciones de la MGD realconstituyen un sistema de ecuaciones diferenciales en derivadas parciales parabólico-hiperbólico. Alser planteado el sistema de ecuaciones en forma conservativa las contribuciones parabólicas sonescritas en forma de flujos, lo que permite actualizar las variables de estado considerando tanto losflujos hiperbólicos como los parabólicos. Para tratar los flujos hiperbólicos la técnica de ocho ondaspresentada por Powell ha sido implementada junto con la normalización de los vectores propiosdescripta por Zachary. La aproximación numérica se basa en la utilización de volúmenes finitos sobremallas estructuradas. Para el cálculo de los flujos numérico hiperbólicos se ha implementado unaextensión a la MGD del esquema de Harten-Yee original, conjuntamente con un seguidor de Riemannaproximado.En este trabajo se muestra el tratamiento de las condiciones de borde mecánicas y magnéticas paraun propulsor AMPD, así como los resultados de simulaciones numéricas de dicho propulsor en base acaracterísticas geométricas y funcionales reportadas en la literatura especializada.