Escoamento hipersônico de um gás rarefeito ao redor de uma esfera

Abstract

Resumo: Nesta dissertação foi investigado o problema do escoamento hipersônico de um gás monoatômico e rarefeito ao redor de uma esfera, utilizando o Método da Simulação Direta de Monte Cario. Os cálculos foram realizados para o numero de Mach (Ma) igual a 10 e 20 e para diversos números de Knudsen (Kn) no intervalo de 0,01 a 100, ou seja, abrangendo os regimes heterodinâmico, de transição e de moléculas livres. Foram calculados os coeficientes de arrasto, de atrito, de pressão e de transferência de calor. Os resultados são apresentados em gráficos e tabelas. Alem disso, as distribuições de densidade, de temperatura e do numero de Mach local sao apresentadas em diagramas.

Abstract: In this dissertation, the problem of a hypersonic flow of monoatomic rarefied gas past a sphere was investigated, applying the Direct Simulation Monte Carlo method. The calculations were carried out for the Mach number (Ma) equal to 10 and 20 in the range of the Knudsen numbers (Kn) from 0,01 to 100, i. e. for the hydrodynamic, transition and free-molecule regimes. The drag coefficient, the pressure coefficient, the friction coefficient and the heat transfer coefficient were calculated. The results are presented in graphics and tables. Also, the distributions of density, temperature and local Mach number are presented in diagrams.