AnÃlise bidimensional de proteÃÃo tÃrmica por ablaÃÃo.

AUTOR(ES)

PantaleÃo, Aluisio Viais

DATA DE PUBLICAÇÃO

2003

RESUMO

A proteÃÃo tÃrmica por ablaÃÃo à um tema abordado desde meados da dÃcada de 50, quando surgiu a necessidade do desenvolvimento de tÃcnicas de proteÃÃo tÃrmica para aplicaÃÃes na indÃstria espacial e em veÃculos hipersÃnicos. Recentemente no Brasil, alguns projetos de veÃculos de reentrada atmosfÃrica vem sendo desenvolvidos no CTA (Centro TÃcnico Aeroespacial). Visando contribuir com o desenvolvimento de uma metodologia de projeto para aplicaÃÃes no dimensionamento de uma proteÃÃo tÃrmica por ablaÃÃo de veÃculos de reentrada e ao mesmo tempo verificar a validade da hipÃtese adotada nos procedimentos de projeto, ou seja, que a ablaÃÃo à localmente unidimensional, foi implementado, em um programa computacional existente (fornecido por Huang e Usmani, 1994), uma abordagem entÃlpica para mudanÃa de fase de materiais ablativos. Na soluÃÃo numÃrica deste problema, a discretizaÃÃo no espaÃo foi feita utilizando-se o mÃtodo de elementos finitos de Galerkin com um procedimento totalmente implÃcito e iterativo no tempo, para capturar o efeito do calor latente de ablaÃÃo durante o desgaste da superfÃcie da proteÃÃo tÃrmica. ApÃs a validaÃÃo do programa foram realizadas comparaÃÃes entre os resultados obtidos (com fluxo de calor constante) com os resultados unidimensionais advindos do programa desenvolvido por Ferreira (2002) e com os apresentados por Blackwell (1988), obtendo-se uma boa concordÃncia.Em seguida, foram feitas algumas simulaÃÃes para proteÃÃo tÃrmica aplicada a uma configuraÃÃo aproximada do satÃlite de reentrada SARA, com fluxo de calor constante e variÃvel com a posiÃÃo e comparados com Ferreira (2002), onde foi observado um desgaste mais intenso nas regiÃes prÃximas ao ponto de estagnaÃÃo do escoamento (local onde o fluxo de calor à mais intenso). Com isso, pÃde-se concluir que, para a geometria bidimensional analisada, a hipÃtese de que a ablaÃÃo à localmente unidimensional à adequada e a simulaÃÃo do desgaste da proteÃÃo tÃrmica pode ser obtida utilizando uma abordagem unidimensional aplicada em vÃrios cortes ao longo da espessura.

ASSUNTO(S)

transformaÃÃes de fase ablaÃÃo escoamento hipersÃnico proteÃÃo tÃrmica aerotermodinÃmica anÃlise numÃrica mÃtodo de galerkin mÃtodo de elementos finitos entalpia

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