Resumen

Los materiales compuestos de carbono/carbono suelen utilizarse como material de protección térmica en la tapa del morro y el borde de ataque de los vehículos hipersónicos. Para predecir la respuesta térmica y de ablación de un modelo de carbono/carbono en un entorno aerotérmico hipersónico, se establece un modelo de acoplamiento multifísico que tiene en cuenta el desequilibrio termoquímico de un campo de flujo, la transferencia de calor y la ablación de un material. Se implementa un algoritmo de movimiento de malla para seguir la recesión de la ablación. Se estudia la distribución del campo de flujo y la recesión de la ablación. Los resultados muestran que el modelo de acoplamiento fluido-térmico-ablación puede predecir eficazmente la respuesta térmica y de ablación del material. La temperatura y el flujo de calor en la región estacionaria del modelo carbono/carbón cambian significativamente con el tiempo. A medida que pasa el tiempo, la temperatura de la pared aumenta y el flujo de calor disminuye. La ablación en la zona de estancamiento es más grave que en la zona lateral. La forma del material cambia y el radio del borde de ataque aumenta tras la ablación. El modelo de acoplamiento fluido-térmico-ablación puede servir de referencia para el diseño de un sistema de protección térmica.

• Materias:Motores (Mecánica) Vehículo espacial Ingeniería Aeronáutica
• Subjects:Engines Space vehicles Aeronautical Engineering
• Palabras claves:modelo de acoplamiento de ablación, respuesta de ablación, flujo de calor, recesión de ablación, aumento del borde de ataque, distribución del campo de flujo, modelo de acoplamiento multifísico, algoritmo de movimiento de malla, aumento de la temperatura de la pared, sistema de protección térmica
• Keywords:ablation coupling model, ablation response, heat flux, ablation recession, leading edge increase, flow field distribution, multiphysical coupling model, mesh movement algorithm, wall temperature increase, thermal protection system