Simulación CFD del comportamiento de proyectiles a velocidades subsónicas, transónicas y supersónicas.

El objetivo de este proyecto es modelar un método con el que se estudiarán diferentes proyectiles para larga distancia y su comportamiento cuando superan la barrera del sonido. El modelo utilizado en este trabajo consta de diferentes softwares y herramientas, con el fin de alcanzar una mejor precisión en los resultados.
En primer lugar los proyectiles se dibujarán mediante Catia. Posteriormente, la geometría creada previamente, se mallará mediante Pointwise y finalmente el experimento se analizará con ANSYS Fluent.
En el mundo de Computational Fluid Dynamics (CFD), uno de los mayores problemas es el tiempo de simulación que requieren los equipos informáticos para ejecutar estos experimentos. Sin embargo, para el desarrollo de este proyecto se cuenta con la ayuda de un superordenador que tiene Embry-Riddle Aeronautical University por lo que el tiempo ya no será un problema.
La validación del método creado se hará con el proyectil G7, uno de los más comunes en largas distancias, y posteriormente se extraerán diferentes conclusiones para el proyectil Hornady 6.5mm calibre.
En líneas generales los resultados obtenidos a velocidades supersónicas son más fiables que en la zona transónica ya que el flujo a ciertas velocidades presenta oscilaciones que hacen que los resultados no acaben de converger.
Finalmente se estudian las ondas de choque para diferentes velocidades, como varían las fuerzas de arrastre y sustentación con la velocidad y/o el ángulo de ataque, y cómo todo esto afecta a la estabilidad del proyectil.

The objective of this project is modelling a method, with it different projectiles for long distances will be studied and specially their behavior when they surpass the speed of sound. The model used consists of different softwares and IT equipment, in order to achieve higher precision in the results. Firstly the projectiles will be designed with CATIA. Afterwards, the geometry created before will be meshed in Pointwise and finally the experiment will be analyzed with ANSYS Fluent. In the world of Computational Fluid Dynamics (CFD), one of the biggest challenges is the simulation time that the IT equipment require to solve the cases. However, for the development of this project it will be used the Embry-Riddle Aeronautical University’s supercomputer so time will no longer be a problem. The validation of the method created will be done with the G7 projectile, one of the most common in long distances and later the Hornady 6.5 mm caliber will be studied and different conclusions will be extracted. In general, results obtained at supersonic speeds are more accurate than the ones that are subtracted at transonic speeds. This is caused by small oscillations that appear on the flow producing some divergence on the results. Finally the shock waves are studied for different velocities, how the drag and lift forces vary with the angle of attack and the speed and how all of this affect the stability of the bullet.