Gekoppelte CFD-, Struktur- und Lebensdaueranalyse einer innovativen 3D-gedruckten Raketenbrennkammer

Abstract

In der vorliegenden Arbeit wird die theoretische Lebensdauer eines regenerativ gekühlten LOx-H2 Triebwerks mit neuartiger Kühlkanalstruktur untersucht. Für die Berechnung der Lebensdauer wurde zunächst gekoppelt eine Strömungsanalyse mittels Finite Volumen Methode durchgeführt um die Druck- und Temperaturverhältnisse in der Brennkammer zu bestimmen. Mithilfe dieser Werte wurde eine Strukturanalyse mittels Finite Elemente Methode durchgeführt um die Dehnungen und Spannungen in der Brennkammer zu bestimmen. Auf diese Weise konnte mithilfe des Schädigungsmodells von Bonora [1] im Post-Processing die Lebensdauer der Brennkammer bestimmt werden. Außerdem wird auf die Bestimmung der verwendeten Materialparameter eingegangen.