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

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

Bariloche

Congreso; MECOM 2015; 2014

Asociación Argentina de Mecánica Computacional e Inst. Balseiro

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 cantidadesmacroscópicas. El modelo para un flujo afectado por fuerzas electromagnéticas incluye el conjuntocompleto de las ecuaciones de Maxwell, junto con las ecuaciones de Navier-Stokes. Las ecuacionesde la MGD real constituyen un sistema de ecuaciones diferenciales en derivadas parciales parabólico-hiperbólico. Al ser planteado el sistema de ecuaciones en forma conservativa las contribucionesparabólicas son escritas en forma de flujos, lo que permite actualizar las variables de estadoconsiderando tanto los flujos hiperbólicos como los parabólicos. Para tratar los flujos hiperbólicos latécnica de ocho ondas presentada por Powell ha sido implementada junto con la normalización de losvectores propios descripta por Zachary. La aproximación numérica se basa en la utilización devolúmenes finitos sobre mallas estructuradas. Para el cálculo de los flujos numéricos hiperbólicos seha implementado una extensión a la MGD del esquema de Harten-Yee original, conjuntamente con unseguidor de Riemann aproximado.En este trabajo se muestran resultados de simulaciones numéricas de dicho propulsor en base acaracterísticas geométricas y funcionales reportadas en la literatura especializada.