Simulazione numerica di un combustore a detonazione rotante per impiego aeronautico. = Numerical simulation of a rotating detonation combustor for aeronautical applications.

Tenendo in considerazione l’importanza della tematica del cambiamento climatico e la necessità di ridurre le emissioni di gas serra, si è sempre più spinti verso la ricerca di sistemi di propulsione più efficienti. In questo contesto, la Rotating Detonation Combustion (RDC) emerge come una promettente alternativa alla combustione convenzionale, grazie alla sua teorica capacità di migliorare l’efficienza termodinamica attraverso la combustione a guadagno di pressione (Pressure gain combustion, PCG). Il presente lavoro, svolto in collaborazione con l’Università degli studi di Firenze cha ha fornito il modello baseline, si concentra sull’analisi numerica del comportamento della RDC al variare della pressione di scarico, un parametro chiave che influenza la stabilità e l’efficienza del processo detonativo. Mediante simulazioni CFD ad alta risoluzione, condotte tramite Ansys FLUENT sul combustore testato sperimentalmente presso Technische Universitat (TU) Berlin, è stato studiato il caso off-design al fine di determinare gli effetti delle condizioni al contorno di outlet sul flusso reattivo in camera di combustione, sulla sua stabilità e sulla distribuzione delle grandezze termodinamiche all’uscita del combustore, per integrazioni future in un sistema di turbina a gas. I risultati mostrano che la pressione di scarico influisce significativamente sulle caratteristiche della detonazione rotante, determinando condizioni di funzionamento ottimali e regioni di instabilità. E malgrado la sfida tecnologica posta in essere dalla RDC e dai suoi principi fisici fortemente instazionari, queste informazioni sono fondamentali per il progresso futuro dei combustori RDC, confermando quanto questa tecnologia si mostri promettente e delineando ulteriormente la perseguibilità dell’implementazione in applicazioni aeronautiche.