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Modelação numérica de escoamento MHD em veículos de reentrada na atmosfera
| datacite.subject.fos | Engenharia e Tecnologia::Engenharia Mecânica | por |
| dc.contributor.advisor | Marques, José Carlos Páscoa | |
| dc.contributor.advisor | Xisto, Carlos Manuel Cipriano | |
| dc.contributor.author | Dias, Filipe Alexandre Pinheiro | |
| dc.date.accessioned | 2018-08-29T15:57:04Z | |
| dc.date.available | 2018-08-29T15:57:04Z | |
| dc.date.issued | 2016-7-14 | |
| dc.date.submitted | 2016-6-3 | |
| dc.description.abstract | O blackout é um fenómeno que surge durante a reentrada, no qual o veículo se encontra impossibilitado de enviar e receber sinais de comunicação, telemetria e GPS. Tendo em conta que este problema surge durante uma das fases mais delicadas da missão, a mitigação do blackout é um fator crucial no desenvolvimento destes veículos. Até à data foram propostas diferentes técnicas que permitem mitigar ou anular os fenómenos que causam o blackout, entre as quais a imposição de um campo magnético estacionário. Nesta tese vai ser proposto um código numérico capaz de calcular o efeito do campo magnético em escoamentos hipersónicos de fluidos condutores de eletricidade (ex. plasma), procurando-se controlar a posição da onda de choque. Inicialmente, o código existente para dinâmica dos gases é validado, e a sua robustez e precisão de cálculo de ondas de choque analisada para diferentes malhas de dimensão crescente. O comportamento do código vai também ser analisado para escoamentos a diferentes números de Mach, abrangendo as gamas de velocidade supersónicas e hipersónicas. Posteriormente, as equações da magnetohidrodinâmica são acrescentadas ao código, usando a formulação para número de Reynolds magnético reduzido. Esta implementação é validada com recurso ao conhecido caso de Hartmann, onde os resultados numéricos obtidos são comparados com a solução analítica para diferentes números de Hartmann. Por fim, vai ser analisado um caso de aplicação, onde se procura medir o efeito da imposição de um dipolo magnético num escoamento hipersónico sobre o veículo de reentrada RAM-C II. Aqui pretende-se estudar o efeito da intensidade e orientação do dipolo magnético sobre o escoamento, procurando-se determinar qual é a configuração que permite o maior espetro de controlo sobre a posição da onda de choque. | por |
| dc.description.abstract | Radio blackout is an issue that arises during the reentry period, during which the vehicle is unable to send and receive communication, telemetry and GPS signals. Since this problem arises during one of the mission's most delicate phases, blackout mitigation is a crucial factor for the development of hypersonic and reentry vehicles. So far, different blockout mitigation techniques have been proposed, amongst which the imposition of a stationary magnetic field. A numerical code, capable of calculating the effect of a magnetic field over an electrically conducting flow (e.g. plasma) is proposed, attempting to control the shockwave position. Initially, the existing gas dynamics code is validated, and its robustness and accuracy in calculating shockwaves for different meshes of increasing size is analyzed. Flows with different Mach number, ranging from supersonic to hypersonic velocities, are also analyzed. Afterwards, the magnetohydrodynamic equations are added to the code, assuming a low magnetic Reynolds formulation. The well known Hartmann case is used to validate this implementation, by comparing the numerical results with the analytical solution for different Hartmann numbers. Finally, an application case is studied, wherein the effect of a magnetic dipole in a hypersonic flow over the RAM-C II reentry vehicle is considered. Here it is intended to determine the configuration that allows a higher control range over the shockwave by studying the effect of de magnetic dipole intensity and orientation on the flow. | eng |
| dc.identifier.tid | 201772833 | |
| dc.identifier.uri | http://hdl.handle.net/10400.6/5874 | |
| dc.language.iso | por | por |
| dc.subject | Escoamento Magnetohidrodinâmico | por |
| dc.subject | Mitigação do Blackout | por |
| dc.subject | Modelos Numéricos | por |
| dc.title | Modelação numérica de escoamento MHD em veículos de reentrada na atmosfera | por |
| dc.type | master thesis | |
| dspace.entity.type | Publication | |
| rcaap.rights | openAccess | por |
| rcaap.type | masterThesis | por |
| thesis.degree.name | 2º Ciclo em Engenharia Eletromecânica | por |
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