Longitudinal acoustic instabilities in slender solid propellant rockets : linear analysis

García Schafer, Juan Esteban y Liñán Martínez, Amable (2001). Longitudinal acoustic instabilities in slender solid propellant rockets : linear analysis. "Journal of Fluid Mechanics", v. 437 ; pp. 229-254. ISSN 0022-1120.

Descripción

Título: Longitudinal acoustic instabilities in slender solid propellant rockets : linear analysis
Autor/es:
  • García Schafer, Juan Esteban
  • Liñán Martínez, Amable
Tipo de Documento: Artículo
Título de Revista/Publicación: Journal of Fluid Mechanics
Fecha: 2001
Volumen: 437
Materias:
Palabras Clave Informales: Longitudinal wave; Rocket; Solid propellant; Combustion chamber; Axial symmetry; Pipe flow; Supersonic flow; Vorticity; Entropy; Convergent duct; Modeling; Perturbation method; Multiscale method; Acoustic field; Aeroacoustique; Instabilite; Onde longitudinale; Fusee; Propergol solide; Chambre combustion; Symetrie axiale; Ecoulement conduite; Ecoulement supersonique; Vorticite; Entropie; Conduite convergente; Modelisation; Methode perturbation; Methode echelle multiple; Champ acoustique; Aeroacustica; Inestabilidad; Onda longitudinal; Cohete; Propergol solido; Camara combustion; Simetria axial; Flujo conduccion; Flujo supersonico; Vorticidad; Entropia; Conducto convergente; Modelizacion; Metodo perturbacion; Metodo escala multiple; Campo acustico; Acoustics; Physics; Acoustique; Physique; Acustica; Fisica
Escuela: E.T.S.I. Aeronáuticos (UPM) [antigua denominación]
Departamento: Motopropulsión y Termofluidodinámica [hasta 2014]
Licencias Creative Commons: Reconocimiento - Sin obra derivada - No comercial

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Resumen

To describe the acoustic instabilities in the combustion chambers of laterally burning solid propellant rockets the interaction of the mean flow with the acoustic waves is analysed, using multiple scale techniques, for realistic cases in which the combustion chamber is slender and the nozzle area is small compared with the cross-sectional area of the chamber. Associated with the longitudinal acoustic oscillations we find vorticity and entropy waves, with a wavelength typically small compared with the radius of the chamber, penetrating deeply into the chamber. We obtain a set of differential equations to calculate the radial and axial dependence of the amplitude of these waves. The boundary conditions are provided by the acoustic admittance of the propellant surface, given by an existing analysis of the thin gas-phase reaction layer adjacent to the solid-gas interface, and of the nozzle, accounting here for the possible effect of the vorticity and entropy waves. The equations are integrated in closed form and the results provide the growth rate of the disturbances, which we use to determine the conditions for instability of the longitudinal oscillations.

Más información

ID de Registro: 860
Identificador DC: http://oa.upm.es/860/
Identificador OAI: oai:oa.upm.es:860
URL Oficial: http://journals.cambridge.org/action/displayJournal?jid=FLM
Depositado por: Archivo Digital UPM
Depositado el: 17 Feb 2008
Ultima Modificación: 20 Abr 2016 06:34
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