طراحی سامانههای فضایی: فضاپیماها، ماهوارهها، ایستگاههای فضایی وتجهیزات آنها
محمد رزمجویی؛ محمد شهبازی؛ فتح الله امی
دوره 14، شماره 2 ، تیر 1400، ، صفحه 1-26
چکیده
این مقاله شامل گسسته سازی معادلات و تهیه یک برنامه کامپیوتری برای آنالیز جریان گاز در محفظه و نازل همگرا-واگرا با دیواره عایق فناشونده می باشد. شرایط مرزی فرض شده در نازل کاملاً مشابه یک نازل واقعی میباشد. به این منظور ابتدا با روابط ریاضی مربوطه پروفیل نازل مخروطی و رائو طراحی شده است و برای حل جریان در نازل همگرا-واگرا از ...
بیشتر
این مقاله شامل گسسته سازی معادلات و تهیه یک برنامه کامپیوتری برای آنالیز جریان گاز در محفظه و نازل همگرا-واگرا با دیواره عایق فناشونده می باشد. شرایط مرزی فرض شده در نازل کاملاً مشابه یک نازل واقعی میباشد. به این منظور ابتدا با روابط ریاضی مربوطه پروفیل نازل مخروطی و رائو طراحی شده است و برای حل جریان در نازل همگرا-واگرا از روش صریح مک کورمک استفاده شده است. معادلات انتقال حرارت و جرم در دو بعد در بدنه و عایق مورد نظر در نظر گرفته شده است. برای حل این معادلات از روش حجم محدود و از روش ضمنی برای وابستگی زمانی استفاده شده است. همچنین معادله تجزیه که به فرم آرنیوس نوشته شده با استفاده از رانگ-کوتای مرتبه 4 حل شده و چگالی و شار جرمی گاز تولیدی در هر گام زمانی بدست آمده است. سپس در ادامه به بررسی فناشوندگی در یک نازل همگرا-واگرای مخروطی در دو حالت متفاوت با و بدون فناشودگی زغال پرداخته شده و نتایج با همدیگر مقایسه شده و برای حل مش غیرمتعامد در نازل همگرا-واگرا از روش Over-Relaxed استفاده شده است. در نهایت با در نظر گرفتن پروفیل نازل رائو برای یک موتور واقعی توزیع دما و چگالی بدست آمده است. نتایج شبیه سازی مورد نظر با تست تجربی انجام شده مقایسه شده است. که نتایج حاصله نشان از دقت قابل قبول کد نوشته شده در عایق کربن اپوکسی میباشد.
طراحی سامانههای فضایی: فضاپیماها، ماهوارهها، ایستگاههای فضایی وتجهیزات آنها
محمد رزمجویی؛ محمد شهبازی؛ فتح الله امی
دوره 13، شماره 2 ، تیر 1399، ، صفحه 13-35
چکیده
در این مقاله، به بررسی انتقال حرارت و فناشوندگی عایق های حرارتی در بدنه راکت موتورهای سوخت جامد پرداخته شده است. بنابراین با گردآوری و حل معادلات مربوط به عایق های فناشونده، یک برنامه کامپیوتری با استفاده از نرم افزار متلب تهیه شده که قادر است تحت شرایط عملیاتی مختلف، پاسخدهی حرارتی عایق ها را پیش بینی کرده و عملکرد ...
بیشتر
در این مقاله، به بررسی انتقال حرارت و فناشوندگی عایق های حرارتی در بدنه راکت موتورهای سوخت جامد پرداخته شده است. بنابراین با گردآوری و حل معادلات مربوط به عایق های فناشونده، یک برنامه کامپیوتری با استفاده از نرم افزار متلب تهیه شده که قادر است تحت شرایط عملیاتی مختلف، پاسخدهی حرارتی عایق ها را پیش بینی کرده و عملکرد این عایقها را با همدیگر مقایسه کند. معادلات انتقال حرارت و جرم در دو بعد در یک جسم جامد در نظر گرفته شده است. برای حل این معادلات از روش حجم محدود و از روش ضمنی برای وابستگی زمانی استفاده شده است. معادله تجزیه که به فرم آرنیوس نوشته شده با استفاده از روش رانگ-کوتا حل شده و چگالی و شار جرمی گاز تولیدی در هر گام زمانی بدست آمده است. همچنین مدلی برای لحاظ نرخ پسروی ارائه شده است. نتایج این تحقیق نشان میدهد که افزایش کارایی عایقهای حرارتی به واسطه افزایش ضخامت لایه ها، گرمای تجزیه و فناشوندگی، شدت واکنش و نیز کاهش ضریب نفوذ گرمایی، چگالی زغال و دمای فناشوندگی حاصل میشود و بر این اساس یک عایق ایده آل نیز معرفی شده است. اعتبارسنجی مدل با نتایج تجربی رایز در عایق سیلیکافنولیک مقایسه شده، همچنین نتایج تست تجربی انجام شده با در نظر گرفتن عایق کربن اپوکسی نشان از انطباق خوب نتایج حاصل از شبیه سازی با مشاهدات تجربی می باشد.
محمد شهبازی؛ محمد رزمجویی؛ فتح الله امی
دوره 12، شماره 2 ، شهریور 1398، ، صفحه 23-41
چکیده
در این تحقیق، پسروی سطح انواع گرینهای سهبعدی به همراه بالستیک داخلی شبه یکبعدی موتورهای سوخت جامد با استفاده از تئوری مرزهای متحرک روش مجموعه سطح و بهرهگیری از روش مقاطع شبیهسازیشده تا ضمن رسیدن بهدقت بالا در شبیهسازی از زمان تحلیل پسروی گرین نیز بهطور محسوسی کاسته شود. با استفاده از روش مقاطع، گرینهای ...
بیشتر
در این تحقیق، پسروی سطح انواع گرینهای سهبعدی به همراه بالستیک داخلی شبه یکبعدی موتورهای سوخت جامد با استفاده از تئوری مرزهای متحرک روش مجموعه سطح و بهرهگیری از روش مقاطع شبیهسازیشده تا ضمن رسیدن بهدقت بالا در شبیهسازی از زمان تحلیل پسروی گرین نیز بهطور محسوسی کاسته شود. با استفاده از روش مقاطع، گرینهای سهبعدی به تعداد زیادی از سطح مقطعهای دوبعدی تبدیلشده و سپس با استفاده از تئوری منحنیهای تراز در دو بعد پسروی گرین مورد بررسی قرارگرفته است. درنهایت با استفاده از روش درونیابی، سطح سوزش گرینهای سهبعدی حاصل میشود. همچنین برای پیشبینی فشار درون موتور و نرخ سوزش موردنظر یک کد بالستیک داخلی بهصورت شبه یکبعدی نوشته و با کد تحلیل پسروی گرین کوپل شده است. پدیدة سوزش فرسایشی نیز پدیدهای مهم در موتورهای سوخت جامد، بهحساب میآید. در این تحقیق، با در نظر گرفتن سوزش فرسایشی بر اساس مدل سادرهلم، محفظهی احتراق به المانهایی تقسیمبندی میشود و روابط بالستیک داخلی شبه یکبعدی برای محاسبه پارامترهایی از قبیل فشار محفظه احتراق، تراست، سطح سوزش، درجه حرارت محفظه، عدد ماخ و ... در هر المان اعمال و حل میگردد. این روش از نظر نحوه پیادهسازی و میزان دقت با روشهای تحلیلی و آزمایشگاهی مقایسه شده است که بیانگر دقت بالای روش استفادهشده در تحلیل عملکرد موتورهای سوخت جامد با گرین سهبعدی است.