Banca de QUALIFICAÇÃO: YAN DA SILVA MOURA

Uma banca de QUALIFICAÇÃO de MESTRADO foi cadastrada pelo programa.
DISCENTE : YAN DA SILVA MOURA
DATA : 09/07/2026
HORA: 14:00
LOCAL: online
TÍTULO:

Estudos conceituais analíticos e numéricos de demonstradores da combustão supersônica com configurações de sistema de compressão mista simétrica e de sistema compressão de admissão interna simétrica

PALAVRAS-CHAVES:

propulsão hipersônica aspirada, combustão supersônica, scramjet, aerodinâmica, análise analítica, simulação numérica

PÁGINAS: 123
RESUMO:

O presente trabalho apresenta estudos conceituais analíticos e numéricos de demonstradores da combustão supersônica, baseados na tecnologia scramjet, com configurações de sistema de compressão mista externa-interna simétrica e de sistema de compressão de admissão interna simétrica. As análises foram desenvolvidas para voo hipersônico ascendente com velocidade constante de 2000 m/s, nas altitudes geométricas de 25 km, 30 km e 35 km, considerando o ar atmosférico como gás caloricamente perfeito, sem efeitos viscosos e sem efeitos de alta temperatura. A metodologia analítica empregada fundamentou-se na aplicação sequencial da teoria de onda de choque oblíqua na seção de compressão, da teoria de Rayleigh de adição de calor em escoamento unidimensional, em área transversal constante, sem adição de massa de combustível na câmara de combustão, e das teorias de razão de área e expansão de Prandtl-Meyer na seção de expansão. Foram avaliadas as condições sem injeção de combustível, denominada power-off, e com injeção de hidrogênio e queima da mistura ar atmosférico-combustível em velocidade supersônica, denominada power-on. Os resultados indicaram que, quando submetidas às mesmas condições de voo, às mesmas hipóteses simplificadoras, ao mesmo critério de otimização da seção de compressão e às mesmas condições requeridas na entrada da câmara de combustão, as duas configurações apresentaram resultados analíticos idênticos para os ângulos das rampas, ângulos das ondas de choque oblíquas, dimensões geométricas e propriedades termodinâmicas ao longo do escoamento. Na condição power-off, verificou-se empuxo não instalado negativo, em razão da ausência de adição de energia ao escoamento e da irreversibilidade associada às ondas de choque oblíquas. Na condição power-on, a adição de calor na câmara de combustão possibilitou a aceleração dos produtos da combustão na seção de expansão, resultando em velocidades superiores à velocidade de voo e empuxo não-instalado positivo nas três altitudes analisadas. Observou-se, ainda, que o aumento da altitude reduziu a pressão, a massa específica, a pressão dinâmica e o fluxo de massa capturado, diminuindo progressivamente a magnitude do empuxo não instalado. Assim, a altitude de 25 km apresentou a condição mais favorável do ponto de vista propulsivo, enquanto as altitudes de 30 km e 35 km apresentaram menor disponibilidade de massa de ar. Como continuidade, após o exame de qualificação, serão realizadas simulações numéricas bidimensionais no software comercial ANSYS, por meio do módulo Fluent, com o objetivo de comparar os resultados obtidos numericamente com os resultados analíticos e verificar se a equivalência observada entre as geometrias se mantém quando o escoamento é resolvido espacialmente.

MEMBROS DA BANCA:
Presidente - ***.408.158-** - PAULO GILBERTO DE PAULA TORO - ITA
Interno - 2524058 - DOUGLAS DO NASCIMENTO SILVA
Interno - 1235107 - GEORGE SANTOS MARINHO
Externa à Instituição - HEIDI KORZENOWSKI - UNIVAP