Analisi numerica del controllo della transizione in un ugello Dual-Bell = Numerical analysis of transition control in a Dual-Bell nozzle

L’ugello dual-bell rappresenta una soluzione innovativa, in quanto permette di adattare l’ugello in due condizioni operative, limitando le perdite di non adattamento e garantendo così un incremento di impulso specifico rispetto a un ugello convenzionale. Tuttavia, esistono delle problematiche che limitano un suo possibile impiego. La separazione all’inflection point nel sea-level mode causa un ricircolo di aria esterna nell’estensione, con conseguente pressione statica a parete minore della pressione ambiente. Questo causa una resistenza, denominata aspiration drag, e una transizione anticipata tra le due condizioni operative, limitando i guadagni in termini di impulso specifico. In questa tesi è stata simulata la fase di up-ramping di un ugello dual-bell di scala ridotta, variando l’NPR con delle sequenze di simulazioni CFD stazionarie. In seguito è stata studiata la capacità di un getto secondario radiale, posto a valle dell’inflection point, di posticipare la transizione a valori di NPR più elevati. Le simulazioni sono state svolte variando l’NPR del getto secondario e la sua velocità di uscita. È stata dimostrata la capacità del getto secondario di aumentare l’NPR di transizione fino al 33% rispetto all’NPR di transizione naturale, con portate inferiori al 7% della portata del getto primario. Questo evidenzia un ruolo importante del getto secondario come strategia di controllo attivo della transizione, al fine di migliorare le prestazioni di un ugello dual-bell e ridurre i carichi laterali.