Instabilità di combustione in endoreattori ibridi a base di paraffina: calibrazione del modello sulla base di dati sperimentali. = Combustion instability in paraffin-based hybrid rocket engines: model calibration based on experimental data.

Nel corso degli ultimi anni, gli endoreattori ibridi hanno suscitato crescente interesse nel mondo dell’industria aerospaziale dal momento in cui la ricerca scientifica e il progresso tecnologico hanno permesso lo sfruttamento dei vantaggi intrinsechi degli endoreattori ibridi, individuando soluzioni alle principali problematiche. In particolar modo l’introduzione di combustibili paraffinici ha reso gli endoreattori a propellenti ibridi in grado di competere con i rivali solidi e liquidi colmando il divario in termini prestazionali. Nonostante i numerosi vantaggi, gli endoreattori a propellenti ibridi possono soffrire di instabilità di combustione. Dato l'effetto negativo di quest'ultima sulle prestazioni del motore è auspicabile che il design sia in grado di eliminare o quanto meno mitigare l'insorgenza di tale fenomeno durante il funzionamento. Lo scopo di questo elaborato è quello di simulare il comportamento di un motore ibrido avente come propellenti ossigeno gassoso e paraffina per valutare eventuali fenomeni di instabilità di combustione a bassa frequenza. A tale fine, dopo un’introduzione sullo stato dell’arte e sul funzionamento degli endoreattori a propellenti ibridi a base di paraffina, ci si è concentrati sul fenomeno dell’instabilità di combustione, studiando un modello dinamico della camera di combustione disponibile in letteratura. Successivamente dopo aver svolto un dettagliato post-processing dei dati sperimentali, ci si è focalizzati sulle simulazioni CFD utilizzando un codice sviluppato dal Politecnico di Torino in linea con il modello dinamico descritto. La fase di simulazione numerica è stata suddivisa in due macro parti: la prima in cui si è simulato il funzionamento stazionario del motore e la seconda in cui è stato introdotto un tempo di ritardo nella dinamica dello strato limite. In conclusione, sono stati confrontati i risultati numerici con quelli sperimentali al fine di verificare l’attendibilità prestazionale del codice CFD soprattutto per la futura simulazione delle instabilità di combustione che possono sorgere durante il funzionamento di un endoreattore a propellenti ibridi.