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.
امیرحسین عدالت پور؛ فتح الله امی؛ زهیر صبوحی
دوره 12، شماره 1 ، فروردین 1398، ، صفحه 23-40
چکیده
در میکروموتورهای سوخت مایع دو پیشرانه از ترکیبات سوخت متعددی میتوان استفاده کرد که در این پژوهش از ترکیب احیاکننده کراسین و اکسندهی سرمازای اکسیژن مایع استفاده شده است. هدف، تحلیل عملکرد یک میکروموتور با تراست پایین به منظور امکانسنجی اولیهی استفاده از آن به عنوان پیشرانش کمکی در ماموریتهای فضایی است. به همین منظور ...
بیشتر
در میکروموتورهای سوخت مایع دو پیشرانه از ترکیبات سوخت متعددی میتوان استفاده کرد که در این پژوهش از ترکیب احیاکننده کراسین و اکسندهی سرمازای اکسیژن مایع استفاده شده است. هدف، تحلیل عملکرد یک میکروموتور با تراست پایین به منظور امکانسنجی اولیهی استفاده از آن به عنوان پیشرانش کمکی در ماموریتهای فضایی است. به همین منظور ابتدا یک میکروموتور طراحی شده و تحلیل احتراق، انتقال حرارت، جریان خروجی نازل و مقدار پارامترهای عملکردی در آن با استفاده از نرمافزار RPA انجام میشود. میکروموتورها همانند موتورهای بزرگ اجزایی چون انژکتور، صفحه انژکتور، محفظه احتراق و نازل دارند و طراحی تمام این اجزا با ذکر معادلات حاکم شرح داده میشوند. با ساخت نمونه طراحی شده و انجام تست گرم، میتوان عملکرد میکروموتور طراحی شده را به شکل دقیق مشاهده کرد و در انتها پارامترهای عملکردی محاسبه شده از نرمافزار با نتایج حاصل شده از تست گرم با هم مقایسه میشوند.
محمد گوهرخواه؛ مصطفی اسماعیلی؛ مهدی اشجعی
دوره 11، شماره 2 ، شهریور 1397، ، صفحه 11-19
چکیده
در مقاله حاضر، تأثیر یک منبع میدان خارجی غیریکنواخت بر انتقال حرارت جابجایی اجباری نانوسیال مگنتیت (فروسیال) داخل کانالی با سطح گرم، به‌صورت عددی مورد مطالعه قرار گرفته است. هدف اصلی تأکید بر اهمیت موقعیت میدان مغناطیسی و بررسی احتمال افزایش انتقال حرارت از طریق یافتن مکان بهینه منبع میدان مغناطیسی است. مشاهده شد که میدان مغناطیسی ...
بیشتر
در مقاله حاضر، تأثیر یک منبع میدان خارجی غیریکنواخت بر انتقال حرارت جابجایی اجباری نانوسیال مگنتیت (فروسیال) داخل کانالی با سطح گرم، به‌صورت عددی مورد مطالعه قرار گرفته است. هدف اصلی تأکید بر اهمیت موقعیت میدان مغناطیسی و بررسی احتمال افزایش انتقال حرارت از طریق یافتن مکان بهینه منبع میدان مغناطیسی است. مشاهده شد که میدان مغناطیسی گردابههایی ایجاد کرده و بر ضخامت لایه مرزی حرارتی و تغییرات عدد ناسلت تاثیر میگذارد. نتایج نشان می دهد تاثیر موقعیت میدان مغناطیسی وابسته به نوع شرط مرزی حرارتی است. همچنین نشان داده شده است که میتوان میدان دما و جریان سیال را با چند منبع میدان مغناطیسی کنترل نمود. با استفاده از الگوریتم ژنتیک، چیدمانی بهینه برای هشت منبع میدان مغناطیسی بدست آمده است که در مقایسه با حالت بدون میدان، منجر به 27% افزایش انتقال حرارت میگردد.
