Progetto di un ugello Dual Bell per la sperimentazione: caratterizzazione CFD delle sue modalità di funzionamento = Design of a Dual Bell nozzle for experimentation: CFD characterisation of its operating modes

La tesi ha per scopo la definizione della geometria di un ugello 2D a doppia campana (planar Dual Bell), destinato alla sperimentazione. Le potenziali geometrie dell'ugello vengono derivate con metodi analitici e numerici, mentre la successiva caratterizzazione delle modalità di funzionamento a differenti NPR e il fenomeno della transizione del flusso dal primo al secondo condotto divergente, vengono studiate mediante simulazioni di fluidodinamica computazionale (CFD) . L’obiettivo è di stabilire l'influenza dei parametri principali dell’ugello sul comportamento del flusso in alcune modalità di funzionamento. La tesi si sviluppa attraverso una fase di definizione della geometria dell'ugello, una di validazione e una di analisi parametrica. La definizione della geometria si ispira alla letteratura scientifica del settore. Il contorno dei condotti divergenti, a geometria ideale, è stato creato applicando il metodo delle caratteristiche. I parametri geometrici dell'ugello vengono scelti n modo da limitare gli effetti tridimensionali e poter assumere ragionevolmente verificata l'ipotesi di bidimensionalità del flusso nella sezione di mezzeria, rendendo giustificata un'analisi CFD bidimensionale. La rilevanza della geometria dell’ugello è verificata attraverso il confronto con una serie di casi di test di cui sono noti in letteratura i dati sperimentali e di analisi CFD. Infine, viene effettuata l'analisi parametrica dell'ugello in diverse condizioni di pressione. I risultati sono discussi nell'ottica di un futuro confronto sperimentale completo, che sarà basato anche sui risultati di questa tesi.