Modellierung von Partikelejektionen in Feststoffraketen

Abstract

Im Rahmen dieser Bachelorarbeit wurde die zwei Phasenströmung eines Feststoffraketentriebwerks mit einer kombinierten Euler-Lagrange Beschreibung untersucht. Es wurden die Strömungen in drei Geometrien mit unterschiedlichen Düsen betrachtet. Die Gasphase wurde mit dem DLR -Code und die Partikeltrajektorien mit dem TAU-particletracer berechnet. Über ein zusätzliches Programm konnten die Quellterme der Wechselwirkung bestimmt werden, die die Rückkopplung der Partikelströmung auf die Gasphase beschreiben. Die Verbrennung der Partikel wurde vernachlässigt. Über einen Gleichgewichtslöser wurde das Verbrennungsgas eines Hydroxyl-terminierten Polybutadien( HTPB)/Ammoniumperchlorat (AP) Treibstoffs mit Aluminiumpartikeln (Al) modelliert. Für die Größenverteilung wurden die Ergebnisse einer kontinuierlichen logarithmischen Normalverteilung gegen die Ergebnisse eines festen Partikeldurchmessesr von dp = 100μm verglichen. In dieser Arbeit werden die internen Strömungen, die Partikeltrajektorien, sowie die Sensibilität der Strömung gegenüber variierenden Ejektionsparametern der Partikel präsentiert. Die Ergebnisse erlauben Rückschlüsse auf die numerische Stabilität bei unterschiedlicher Trajektorienanzahl und Partikelkonzentration. Des Weiteren konnte die Insensibilität der Strömung gegenüber verschiedenen Ejektionsgeschwindigkeiten und -winkeln unter Verwendung der 2-Wege-Kopplung bestätigt werden. ☐ Veröffentlichungen