Dinámica de fluidos computacional para la predicción del ruido generado en el lanzamiento de cohetes
54º Congreso Español de Acústica — Tecniacústica 2023
Abstract
Los motores de los cohetes que generan la potencia propulsiva necesaria para enviarlos al espacio son también la fuente del intenso entorno acústico que se produce durante el lanzamiento. Es crucial predecir y mitigar estas cargas acústicas para evitar daños y roturas del vehículo lanzador y su carga útil. La generación de ruido se atribuye a los fenómenos aeroacústicos que se producen en un chorro supersónico de alta presión y temperatura que impacta contra las superficies de la plataforma de lanzamiento. Entre ellos se incluyen el ruido debido a las ondas de choque, las turbulencias a pequeña y gran escala y las reflexiones con los conductos de escape del motor. Debido al acoplamiento entre los fenómenos acústicos y aerodinámicos, es necesario estudiar este problema con un enfoque dual. Por lo tanto, se emplea la técnica de dinámica de fluidos computacional (CFD) para resolver las ecuaciones de Navier-Stokes en el entorno real de despegue del vehículo de lanzamiento. En consecuencia, se ha obtenido información relevante sobre todas las variables en cada punto de estudio de una forma más rentable que realizando experimentos equivalentes. El modelo generado ha predicho con éxito las ondas de choque y la propagación de las ondas acústicas. Además, se han observado las cargas acústicas generadas en el vehículo lanzador, que protegen la carga útil, como satélites o telescopios.