طراحی سامانه‌‌های فضایی: فضاپیماها، ماهواره‌ها، ایستگاه‌های فضایی وتجهیزات آنها
سجاد داوری؛ حدیثه کریمایی؛ محمد رضا سلیمی؛ حسن ناصح
دوره 16، شماره 2 ، خرداد 1402، ، صفحه 55-61
چکیده
در این مقاله بستر کاتالیستی یک عملگر تک‌مولفه‌ای هیدرازینی 10 نیوتنی طراحی میشود. بستر کاتالیستی مورد مطالعه شامل گرانولهای پوشیده شده با فلز فعال ایریدیم میباشد که برای تجزیه هیدرازین در عملگرهای تک‌مولفه‌ای مورد استفاده قرار میگیرد. هیدرازین بایستی در محفظه کاتالیستی تقریبا به صورت کامل تجزیه شود چرا که این سوخت شیمیایی سرطانزا ...
بیشتر
در این مقاله بستر کاتالیستی یک عملگر تک‌مولفه‌ای هیدرازینی 10 نیوتنی طراحی میشود. بستر کاتالیستی مورد مطالعه شامل گرانولهای پوشیده شده با فلز فعال ایریدیم میباشد که برای تجزیه هیدرازین در عملگرهای تک‌مولفه‌ای مورد استفاده قرار میگیرد. هیدرازین بایستی در محفظه کاتالیستی تقریبا به صورت کامل تجزیه شود چرا که این سوخت شیمیایی سرطانزا میباشد و از طرف دیگر دستیابی به ببشینه نیروی پیشران عملگر نیز یک هدف مهم میباشد. به همین منظور تغییرات طول محفظه کاتالیستی برکسر جرمی گونههای شیمیایی از جمله هیدرازین، آمونیاک، نیتروژن و اکسیژن مورد مطالعه قرار گرفت. همچنین پس از تعیین طول بهینه محفظه کاتالیستی، قطر گلوگاه نازل متناظر با همان طول نیز تعیین گردید.
طراحی سامانه‌‌های فضایی: فضاپیماها، ماهواره‌ها، ایستگاه‌های فضایی وتجهیزات آنها
سجاد داوری؛ حدیثه کریمایی؛ محمد رضا سلیمی؛ حسن ناصح
دوره 16، شماره 1 ، فروردین 1402، ، صفحه 35-46
چکیده
در این پژوهش طراحی و جانمایی انژکتور، محفظه تجزیه و نازل یک نمونه زمینی میکرورانشگر تک‌مولفه‌ای هیدرازینی 10 نیوتنی انجام شده است. انژکتور به عنوان اولین جزء میکرورانشگر، از نوع جریان مستقیم یا کاپیلاری به کمک نرم افزار Fluent طراحی گردید که توانایی تامین دبی جرمی مورد نیاز میکرورانشگر (5 گرم بر ثانیه) را دارا باشد. محفظه تجزیه جزء بعدی ...
بیشتر
در این پژوهش طراحی و جانمایی انژکتور، محفظه تجزیه و نازل یک نمونه زمینی میکرورانشگر تک‌مولفه‌ای هیدرازینی 10 نیوتنی انجام شده است. انژکتور به عنوان اولین جزء میکرورانشگر، از نوع جریان مستقیم یا کاپیلاری به کمک نرم افزار Fluent طراحی گردید که توانایی تامین دبی جرمی مورد نیاز میکرورانشگر (5 گرم بر ثانیه) را دارا باشد. محفظه تجزیه جزء بعدی می-باشد که حاوی گرانولهای کاتالیست است و ابعاد آن بر مبنای تجزیه کامل هیدرازین (تا مقدار حدی کسر جرمی) انتخاب گردید. نازل تخلیه به عنوان آخرین جزء میکرورانشگر، با استفاده از نرمافزار RPA طراحی شد. صحت طراحی با این نرمافزار توسط یک کد عددی مورد بررسی قرار گرفت. این کد توانایی محاسبه ابعاد محفظه تجزیه را بر اساس مقدار تجزیه هیدرازین داراست. بر همین اساس این نتیجه حاصل شد که نتایج هر دو روش طراحی با دقت بسیار بالایی با یکدیگر همخوانی دارند. پس از اتمام طراحی، جانمایی تمام اجزاء انجام شد.
طراحی سامانه‌‌های فضایی: فضاپیماها، ماهواره‌ها، ایستگاه‌های فضایی وتجهیزات آنها
امیرحمزه فرج الهی؛ رضا فیروزی؛ محمد رضا سلیمی؛ محسن رستمی
دوره 15، شماره 4 ، دی 1401، ، صفحه 115-130
چکیده
در این مقاله، تاثیر شکل هندسی و ایجاد خان درون نازل یک انژکتور سوخت روی عملکرد موتور و آلاینده‌های ناشی از احتراق با استفاده از نرم افزار فایر بررسی شده است. در این راستا ابتدا افشانه حاصل از انژکتور با هندسه‌های مختلف نازل شبیه‌سازی شده است. نتایج عددی حاصل نشان می‌دهند که ایجاد خان درون نازل منجر به افزایش زاویه مخروطی افشانه و ...
بیشتر
در این مقاله، تاثیر شکل هندسی و ایجاد خان درون نازل یک انژکتور سوخت روی عملکرد موتور و آلاینده‌های ناشی از احتراق با استفاده از نرم افزار فایر بررسی شده است. در این راستا ابتدا افشانه حاصل از انژکتور با هندسه‌های مختلف نازل شبیه‌سازی شده است. نتایج عددی حاصل نشان می‌دهند که ایجاد خان درون نازل منجر به افزایش زاویه مخروطی افشانه و بهبود کیفیت اتمیزاسیون سوخت میگردد. در ادامه، احتراق داخل سیلندر یک موتور همراه با انژکتورهای اصلاح شده شبیه‌سازی و نتایج با دادههای موجود مقایسه شده است. نتایج نشان می‌دهند که نازل دارای خان نسبت به سایر هندسهها دارای عملکرد مناسب تری میباشد. به این شکل که مصرف سوخت ویژه نسبت به انژکتور استوانه ای حدود 32 درصد کاهش یافته و همچنین مقادیر توان و گشتاور تولیدی بیشتر از 63 درصد افزایش مییابد. همچنین آلاینده هایی مانند اکسیدهای نیتروژن به مقدار 12 درصد کاهش مییابند.
طراحی سامانه‌‌های فضایی: فضاپیماها، ماهواره‌ها، ایستگاه‌های فضایی وتجهیزات آنها
علیرضا علیخانی؛ محمد رضا سلیمی
دوره 15، ویژه نامه انگلیسی ، فروردین 1401، ، صفحه 55-64
چکیده
The cold gas thruster is one of the significant components of a satellite and its application possesses a marked impact on the entire system performance. The nonlinear function and order of magnitude, lead to increasing the importance of thruster function. Therefore, pre-mission performance assessment has a considerable effect on the risk reduction of space missions. In this article, an uncomplicated and efficient pendulum scheme for development and implementation of a Thruster Test Stand (TTS), to measure the thrust produced at the end of the nozzle is proposed. The TTS is capable of measuring ...
بیشتر
The cold gas thruster is one of the significant components of a satellite and its application possesses a marked impact on the entire system performance. The nonlinear function and order of magnitude, lead to increasing the importance of thruster function. Therefore, pre-mission performance assessment has a considerable effect on the risk reduction of space missions. In this article, an uncomplicated and efficient pendulum scheme for development and implementation of a Thruster Test Stand (TTS), to measure the thrust produced at the end of the nozzle is proposed. The TTS is capable of measuring thrust levels in the range of 0.1Newtons to 3N with operating frequencies up to 50 Hz which is used by various satellite ranges. The experimental results demonstrate that although the designed device is less sophisticated than other test devices, it is capable of measuring the produced thrust very precisely and with less than 15mN.
طراحی سامانه‌‌های فضایی: فضاپیماها، ماهواره‌ها، ایستگاه‌های فضایی وتجهیزات آنها
محمدرضا سلیمی
دوره 15، شماره 1 ، فروردین 1401، ، صفحه 93-110
چکیده
در این تحقیق، محفظه تجزیه یک رانشگر تک مولفهای بر پایه سوخت هیدرازین بصورت عددی شبیه-سازی شده است. بستر کاتالیستی مورد بررسی دو جزئی بوده و اثرات پارامترهایی مانند ضخامت ناحیه بالادستی و قطر ذرات تشکیل دهنده آن روی عملکرد محفظه تجزیه بررسی می‌شوند. در این راستا سه قطر گرانول استاندارد با عدد مش 16.5، 25 و 30 با ضخامت‌‌های ناحیه بالادستی ...
بیشتر
در این تحقیق، محفظه تجزیه یک رانشگر تک مولفهای بر پایه سوخت هیدرازین بصورت عددی شبیه-سازی شده است. بستر کاتالیستی مورد بررسی دو جزئی بوده و اثرات پارامترهایی مانند ضخامت ناحیه بالادستی و قطر ذرات تشکیل دهنده آن روی عملکرد محفظه تجزیه بررسی می‌شوند. در این راستا سه قطر گرانول استاندارد با عدد مش 16.5، 25 و 30 با ضخامت‌‌های ناحیه بالادستی (mm) 2.5، (mm) 5 و (mm) 7.5 در یک بستر کاتالیستی به طول (cm) 6.5 مورد مطالعه قرار گرفتهاند. شبیهسازیها برای دو نوع گرانول در بستر اصلی با قطرهای استاندارد (in) 8/1 و (in) 16/1 در ضرایب بارگذاری (kg/m2s) 16.5، (kg/m2s) 25 و (kg/m2s) 35 انجام گرفته است. نتایج حاصل نشان می‌دهند که میزان تاثیرگذاری بخش بالادست بستر کاتالیستی به شدت به نسبت اندازه ذرات تشکیلدهنده بستر اصلی به ناحیه بالادستی وابسته است. همچنین، طول ناحیه بالادستی و بارگذاری بستر پارامترهای مهمی در میزان تاثیرگذاری ناحیه بالادستی بشمار میروند.
حدیثه کریمایی؛ محمدرضا سلیمی؛ حسن ناصح؛ احسان جوکاری
دوره 12، شماره 1 ، فروردین 1398، ، صفحه 13-22
چکیده
در این مقاله، طراحی و جانمایی اجزای مختلف یک رانشگر تکمؤلفهای هیدرازینی 10 نیوتنی با تمرکز بر محاسبات طراحی انجام شده است. براین اساس، یک نمونه مهندسی از این رانشگر ساخته خواهد شد. رانشگر مذکور به صورت ماژولار دارای سه بخش اصلی است که عبارتند از: سامانه انژکتور، محفظه تجزیه و نازل. به کمک روشهای تحلیلی، پارامترهای اصلی برای ...
بیشتر
در این مقاله، طراحی و جانمایی اجزای مختلف یک رانشگر تکمؤلفهای هیدرازینی 10 نیوتنی با تمرکز بر محاسبات طراحی انجام شده است. براین اساس، یک نمونه مهندسی از این رانشگر ساخته خواهد شد. رانشگر مذکور به صورت ماژولار دارای سه بخش اصلی است که عبارتند از: سامانه انژکتور، محفظه تجزیه و نازل. به کمک روشهای تحلیلی، پارامترهای اصلی برای هر یک از این بخشها تعیین و برای بخش بعدی مورد استفاده قرار گرفتهاند. همچنین رفتار و عملکرد کلی سامانه رانشگر به ازای شرایط محیطی و خصوصیات ماده پیشران مورد مطالعه و بررسی قرار گرفته است. ماژول اول، انژکتور، از نوع جریان پیچشی با ورودی‌های مماسی است که مخروط اسپری توخالی با زاویه متوسط، ایجاد مینماید. ماژول دوم، محفظه تجزیه حاوی گرانولهای کاتالیست است که ابعاد آن محفظه بر مبنای معیار حداکثر تجزیه 40% آمونیاک و عدد ماخ محفظه 02/0 انتخاب شده است. ماژول سوم نیز نازل تخلیه است که به صورت مخروطی ساده طراحی شده است. طراحی بدنه بیرونی این سه ماژول، بر اساس ملاحظات جانمایی، محدودیت وزن و دومنظوره بودن (قابل استفاده در آزمونهای سرد و گرم زمینی)، انجام شده است. در نهایت تأیید نتایج طراحی در این مقاله با مقایسه با پارامترهای اصلی طراحی یک نمونه واقعی صورت پذیرفته است.
رامین کمالی مقدم؛ محمدرضا سلیمی
دوره 8، شماره 4 ، دی 1394، ، صفحه 19-27
چکیده
در این مقاله، یک روش محاسباتی سریع با راندمان بالا برای شبیه‌سازی جریان ماورای صوت آرام با دو فرض گاز کامل و گاز تعادلی حول اجسام سرپخ متقارن محوری توسعه داده شده‌است. برای توسعة این الگوریتم، از معادلات لایه مرزی استفاده شده و برای حل آنها از روش ماتریس انتگرالی حول دماغه جسم و قسمت‌های دور از دماغه کمک گرفته شده‌است. روش ماتریس ...
بیشتر
در این مقاله، یک روش محاسباتی سریع با راندمان بالا برای شبیه‌سازی جریان ماورای صوت آرام با دو فرض گاز کامل و گاز تعادلی حول اجسام سرپخ متقارن محوری توسعه داده شده‌است. برای توسعة این الگوریتم، از معادلات لایه مرزی استفاده شده و برای حل آنها از روش ماتریس انتگرالی حول دماغه جسم و قسمت‌های دور از دماغه کمک گرفته شده‌است. روش ماتریس انتگرالی قادر است که با استفاده از تعداد کمی شبکة درون لایه مرزی و با صرف زمان محاسباتی پایین، نتایجی دقیق و هموار ایجاد نماید. روش توسعه یافته بهدلیل زمان محاسباتی کم، به شدت برای طراحی اجسام بازگشتی ماورایصوت مناسب است. در این مقاله، اثرات واکنشهای شیمیایی تعادلی در معادلات لایه مرزی نیز بررسی شده است. مقایسه نتایج حاصل با دادههای تجربی بیانگر صحت و دقت نتایج است.
رامین کمالی مقدم؛ سحر نوری؛ محمدرضا سلیمی؛ مجتبی شیدا؛ سیدامیر حسینی
دوره 6، شماره 3 ، مهر 1392
چکیده
در فرآیند طراحی، هنگامی‌که از یک حلگر برای تحلیل اجسام بازگشتی ماورایصوت استفاده شود، داشتن سرعت بالای محاسباتی در کنار دقت مناسب نتایج از نکات کلیدی محسوب میشود. در تحقیق حاضر، نتایج حاصل از حل معادلات لایه‌مرزی آرام با استفاده از روش ماتریس انتگرالی و استفاده از روابط تقریب مهندسی در تخمین گرمایش آیرودینامیکی حول اجسام ماورایصوت ...
بیشتر
در فرآیند طراحی، هنگامی‌که از یک حلگر برای تحلیل اجسام بازگشتی ماورایصوت استفاده شود، داشتن سرعت بالای محاسباتی در کنار دقت مناسب نتایج از نکات کلیدی محسوب میشود. در تحقیق حاضر، نتایج حاصل از حل معادلات لایه‌مرزی آرام با استفاده از روش ماتریس انتگرالی و استفاده از روابط تقریب مهندسی در تخمین گرمایش آیرودینامیکی حول اجسام ماورایصوت متقارن محوری بازگشتی مورد ارزیابی قرار میگیرد. نتایج نشان می‌دهند که روشهای بهکار رفته دارای دقت مناسب در تحلیل گرمایش آیرودینامیکی اجسام متقارن محوری بوده و دارای سرعت بالا در راستای طراحی آیرودینامیکی اجسام بازگشتی هستند. برداشتن گام مکانی در شبیه‌سازی عددی معادلات لایه‌مرزی و همچنین استفاده از تعداد نقاط شبکه کمتر در لایه‌مرزی به دلیل استفاده از روش ماتریس انتگرالی نسبت به سایر روشهای عددی، سرعت تحلیل معادلات لایه‌مرزی را بهشدت افزایش میدهد. همچنین انعطافپذیری بالای روابط تقریب مهندسی در تخمین شار حرارتی روی سطح اجسام بازگشتی، استفاده از آنها را برای طراحی مناسب میسازد. استفاده از یک رابطة تقریب مهندسی جداگانه برای ناحیة سکون نتایج گرمایش آیرودینامیکی روش تقریبی را در این ناحیه بهبود میبخشد
