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Título: Projeto do cone de nariz de um foguete experimental usando software de CFD comercial
Título(s) alternativo(s): Project of a model rockets nose using comercial CFD analisys software
Autor(es): Casciola, João Vitor
Orientador(es): Germer, Eduardo Matos
Palavras-chave: Foguetes (Aeronáutica)
Aerodinâmica
Modelagem
Simulação (Computadores)
Modelos matemáticos
Engenharia mecânica
Rockets (Aeronautics)
Aerodynamics
Modelyng
Computer simulation
Mathematical models
Mechanical engineering
Data do documento: 12-Dez-2018
Editor: Universidade Tecnológica Federal do Paraná
Câmpus: Curitiba
Referência: CASCIOLA, João Vitor. Projeto do cone de nariz de um foguete experimental usando software de CFD comercial. 2018. 53 f. Trabalho de Conclusão de Curso (Graduação em Engenharia Mecânica) - Universidade Tecnológica Federal do Paraná, Curitiba, 2018.
Resumo: A avaliação aerodinâmica no projeto de um foguete é de extrema importância, pois dita quais são as relações entre este e o ar atmosférico, e consequentemente tem grande impacto nas forças resultantes durante o escoamento. Neste trabalho avaliaram-se quatro geometrias de cone de nariz, visando escolher a melhor dentre estas para desenvolvimento de um foguete experimental com objetivo de atingir 3 quilômetros de altitude, carregando uma carga útil de 4 quilogramas, requisitos para participar da IREC, competição internacional de desenvolvimento de foguetes. Tais requisitos são avaliados através de simulações numéricas empregando o software comercial ANSYS Fluent. Para o fluido considera-se o ar, modelado como gás ideal, e o escoamento considera-se como sendo em regime permanente, viscoso, compressível e com propriedades constantes. O problema foi modela-se como bidimensional e axissimétrico. São utilizadas as equações médias de Reynolds (RANS) para solução do problema, através do modelo de turbulência SST. Como resultado, para velocidades entre Mach 0,3 e 1,2, dentre os formatos analisados, o LD-HAACK é comprovado ser o mais eficiente.
Abstract: The aerodynamic evaluation in the design of a rocket is of extreme importance because it dictates the relationship between the rocket and the atmospheric air, and consequently has a great impact on the resulting forces during the flow. Four nose geometries were evaluated, aiming to define one for the development of an experimental rocket with the objective of reaching 3 kilometers of altitude carrying a payload of 4 kilograms, requirements to participate in the IREC, an international competition for the development of rockets. This objective was measured using numerical simulations in ANSYS Fluent, where the fluid considered was air, modeled as an ideal gas, and the flow was considered as a permanent, viscous, compressible regime with constant properties. The problem was modeled as twodimensional and axisymmetric. The averaged Reynolds equations were used to solve the problem using the SST turbulence model. As result, LD-HAACK was proven to be the most efficient for speeds between Mach 0.3 and 1.2, among the analyzed formats.
URI: http://repositorio.roca.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/11813
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