Internal ballistics simulation of a solid propellant rocket motor

• Author(s): Gomes, Marc Faria
• Date: 2013
• Persistent ID: http://hdl.handle.net/10400.6/1980
• Origin: uBibliorum
• Subject(s): ANSYS fluent; Combustíveis sólidos; Motores a foguete
• Document Type: Master thesis
• Language: Portuguese
• Advisor(s): Brojo, Francisco Miguel Ribeiro Proença
• Contributor(s): uBibliorum

Description

In the design and development of solid propellant rocket motors, the use of numerical tools able to simulate, predict and reconstruct the behaviour of a given motor in all its operative conditions is particularly important in order to decrease all the planning and costs. This study is devoted to present an approach to the numerical simulation of a given SPRM internal ballistics, NAWC no. 13, during the quasi steady state by means of a commercial numerical tool, ANSYS FLUENT. The internal ballistics model constructed in this study is a 2-D axisymmetric model, based on several assumptions. Among them is the assumption that there is no contribution of the erosive burning and the dynamic burning in the burning rate model. The results of the internal ballistics simulation are compared with the results found in the bibliographical research, thus validating the model that has been set up. The validation of the results also allows us to conclude that the assumptions made in the construction of the model are reasonable. Suggestions and recommendations for further study are outlined.

Na concepção e desenvolvimento de motores foguete sólidos, o uso de ferramentas numéricas capazes de simular, prever e reconstruir o comportamento de um dado do motor em todas as condições operativas ´e particularmente importante, a fim de diminuir todos os custos e planeamento. Este estudo ´e dedicado a apresentar uma abordagem para a simulação numérica de balística interna de um determinado motor foguete de propelente sólido, Naval Air Warfare Center no. 13, durante a fase quasi steady state por meio de uma ferramenta numérica comercial, ANSYS FLUENT. O modelo de balística interna construído neste estudo é um modelo axissimétrico 2-D. Tem por base vários pressupostos. Entre eles, está o pressuposto de que não há contribuição da queima erosiva e da queima dinâmica no modelo da taxa de queima. Os resultados da simulação balística interna são comparados com os resultados encontrados na pesquisa bibliográfica, validando assim, o modelo que foi construído. A validação dos resultados também nos permite concluir que os pressupostos assumidos na construção do modelo são razoáveis. Sugestões e recomendações para um estudo mais aprofundado são delineadas.