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 107-121
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
Mostafa Jafari؛ Alireza Toloei
دوره 15، ویژه نامه انگلیسی ، فروردین 1401، ، صفحه 35-44
چکیده
A numerical dynamic-aerodynamic interface for simulating the separation dynamics of constrained strap-on boosters jettisoned in the atmosphere is presented. Two commercial solvers: a 6DOF multi-body dynamic solver and a numerical time-dependent flow solver are integrated together with an interface code to constitute a package that presents real-time dynamic/aerodynamic coupled analysis. Dynamic unstructured mesh approach is employed using local remeshing methods in respect of bodies motion with a second-order upwind accurate 3D Euler solver. This interface can simulate multi body separation dynamics ...
بیشتر
A numerical dynamic-aerodynamic interface for simulating the separation dynamics of constrained strap-on boosters jettisoned in the atmosphere is presented. Two commercial solvers: a 6DOF multi-body dynamic solver and a numerical time-dependent flow solver are integrated together with an interface code to constitute a package that presents real-time dynamic/aerodynamic coupled analysis. Dynamic unstructured mesh approach is employed using local remeshing methods in respect of bodies motion with a second-order upwind accurate 3D Euler solver. This interface can simulate multi body separation dynamics interaction with aerodynamic effects to complete separation mechanisms like springs, thrusters, joints and so on. The flow solver is validated by the Titan IV launch vehicle experimental data. The separation integration is used for a typical launch vehicle with two strap-on boosters using spring ejector mechanism and spherical constraint joints acting in the dense atmosphere. Hence, the aim of the presented interface is to facilitate the integration of complicated separation mechanisms with a full numerical CFD aerodynamic solver.
طراحی سامانه‌‌های فضایی: فضاپیماها، ماهواره‌ها، ایستگاه‌های فضایی وتجهیزات آنها
محمدرضا سلیمی
دوره 15، شماره 1 ، فروردین 1401، ، صفحه 89-105
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.
محمد حسین تیرانداز؛ میلاد عظیمی
دوره 13، شماره 2 ، تیر 1399، ، صفحه 37-50
چکیده
این مقاله با استفاده از رویکرد نُرم های H2 و ∞H به جانمایی بهینه وصله های پیزوالکتریک بر روی پانل ساندویچی یک فضاپیمای نمونه پرداخته است. برخلاف سایر روش های بهینه سازی موجود، رویکرد پیش رو نه تنها نُرم مودهای کنترل شده سیستم را افزایش می دهد، بلکه می تواند با در نظر گرفتن مودهای باقی مانده و کاهش نُرم های H2 و ∞H، مشکلات اسپیل اُور ...
بیشتر
این مقاله با استفاده از رویکرد نُرم های H2 و ∞H به جانمایی بهینه وصله های پیزوالکتریک بر روی پانل ساندویچی یک فضاپیمای نمونه پرداخته است. برخلاف سایر روش های بهینه سازی موجود، رویکرد پیش رو نه تنها نُرم مودهای کنترل شده سیستم را افزایش می دهد، بلکه می تواند با در نظر گرفتن مودهای باقی مانده و کاهش نُرم های H2 و ∞H، مشکلات اسپیل اُور شدن سیستم را کاهش دهد. رفتار ارتعاشات باقی مانده سیسستم با در نظر گرفتن مدل سازه ساندویچی به جای استفاده از سازه های رایج و با استفاده از روش اجزاء محدود مدلسازی شده است. به منظور نمایش اثر جانمایی بهینه وصله های هوشمند پیزوالکتریک، رفتار ارتعاشی حلقه بسته سیستم با استفاده از کنترلر پسخوراند نرخ کرنش کنترل شده است. به منظور مدلسازی واقعیتر رفتار سازه، اثرات ناپیوستگی میان هسته و رویه ها در مدلسازی ها در نظر گرفته شده است.
فتح اله امی؛ دومان پوررجب صوفیانی؛ داوود دومیری گنجی؛ سید حسین موسوی
دوره 13، شماره 1 ، فروردین 1399، ، صفحه 1-11
چکیده
در این تحقیق سعی شده با توجه به مشخصات جریان بالادست و بدون نیاز به اندازه‌گیری تجربی، توزیع قطر و سرعت تعیین -گردد. در ابتدا با استفاده از نرم افزار فلوئنت، جریان توربولانس داخل نازل به وسیله مدل دو معادله‌ای k-ε شبیه‌سازی شده و انرژی توربولانس نازل در خروجی نازل تعیین می‌گردد، سپس با استفاده از تحلیل رشد غیرخطی اغتشاشات طول ...
بیشتر
در این تحقیق سعی شده با توجه به مشخصات جریان بالادست و بدون نیاز به اندازه‌گیری تجربی، توزیع قطر و سرعت تعیین -گردد. در ابتدا با استفاده از نرم افزار فلوئنت، جریان توربولانس داخل نازل به وسیله مدل دو معادله‌ای k-ε شبیه‌سازی شده و انرژی توربولانس نازل در خروجی نازل تعیین می‌گردد، سپس با استفاده از تحلیل رشد غیرخطی اغتشاشات طول شکست افشانه و فرکانس حداکثر ناپایداری تعیین گشته و در نتیجه آن قطر میانگین شکست اولیه تعیین می‌گردد. همچنین مدل ماکزیمم انتروپی چهارمعادلهای با توجه به ورودی جریان بالادست توسعه یافته و در ادامه ترمهای چشمه ممنتوم و انرژی مدل ماکزیمم انتروپی با استفاده ازنتایج شبیه‌سازی جریان توربولانس نازل و تحلیل ناپایداری تعیین می‌گردد. در ادامه نتایج مدل ماکزیمم انتروپی ابتدا با ورودیهای تجربی ارزیابی شده و سپس نتایج مدل با ورودی جریان بالادست تعیین می‌گردد. این نتایج نیز با نتایج تجربی مقایسه گردیده که همخوانی مناسبی را نشان میدهد
محمد امین اسکندری؛ حسن کریمی؛ داود رمش؛ محمد رضا علی خانی
دوره 13، شماره 1 ، فروردین 1399، ، صفحه 39-48
چکیده
موتورهای انبساطی، موتورهایی هستند که از نظر دینامیکی رفتار بسیار پیچیده و حساسی دارند. در این موتورها برخلاف سایر موتورها، از دبی مولفه سوخت برای به تولید توان مورد نیاز پمپ ها بهره برده می شود. همین امر فرآیند راه اندازی را در این نوع موتورها را بسیار دشوار و پیچیده نموده است. عملکرد شیرآلات کنترلی فرآیند دینامیکی پیچیده ای است و ...
بیشتر
موتورهای انبساطی، موتورهایی هستند که از نظر دینامیکی رفتار بسیار پیچیده و حساسی دارند. در این موتورها برخلاف سایر موتورها، از دبی مولفه سوخت برای به تولید توان مورد نیاز پمپ ها بهره برده می شود. همین امر فرآیند راه اندازی را در این نوع موتورها را بسیار دشوار و پیچیده نموده است. عملکرد شیرآلات کنترلی فرآیند دینامیکی پیچیده ای است و پیش بینی اثر آن با اجرای آزمون های تجربی بسیار پیچیده و هزینه بر خواهد بود از این رو مدل سازی دینامیکی در توسعه این نوع موتورها از اهمیت بالایی برخوردار است و می تواند از بسیاری از هزینه های آتی جلوگیری کند. در این مقاله اقدام به مدل سازی غیر خطی موتور سوخت مایعRL-10 پرداخته می شود. هدف این پژوهش بررسی رفتار دینامیکی موتور انبساطی با استفاده از مدل های ریاضی غیر خطی است. نتایج شبیه سازی نشان داد که مدل غیر خطی ارائه شده برای این موتور از اعتبار کافی برخوردار است.
مهران نصرت الهی؛ احمد سلیمانی
دوره 13، شماره 1 ، فروردین 1399، ، صفحه 49-60
چکیده
در تحقیق حاضر، عملکرد عملگرهای مومنتوم سیالی در مدیریت دمایی ماهواره براساس دو چیدمان پیشنهادی هرمی و سه محوره مورد بررسی قرار گرفته است. به این منظور دمای دیواره‌های ماهواره با حضور عملگرها و بدون عملگرها در یک دور چرخش مداری ماهواره مورد بررسی قرار گرفته و نتایج با یکدیگر مقایسه شده‌اند. برای عملگرهای مومنتوم سیالی که به صورت ...
بیشتر
در تحقیق حاضر، عملکرد عملگرهای مومنتوم سیالی در مدیریت دمایی ماهواره براساس دو چیدمان پیشنهادی هرمی و سه محوره مورد بررسی قرار گرفته است. به این منظور دمای دیواره‌های ماهواره با حضور عملگرها و بدون عملگرها در یک دور چرخش مداری ماهواره مورد بررسی قرار گرفته و نتایج با یکدیگر مقایسه شده‌اند. برای عملگرهای مومنتوم سیالی که به صورت یک حلقه بسته هستند از قاب مرجع چرخان استفاده شده و جریان سیال در داخل عملگرها آرام در نظر گرفته شده است. میزان تاثیر سرعت دورانی سیال در داخل عملگرها بر دمای دیواره‌های ماهواره تحت دو سرعت دورانی مختلف بررسی و شار گرمایی وابسته به زمان بر دیوارهها استخراج شده است. نتایج بیانگر این است که در چیدمان هرمی، کاهش دمای سطوح دیواره ماهواره متاثر از دو پارامتر سرعت دورانی سیال و میزان چرخش مداری ماهواره بوده، اما در شرایط بحرانی، چیدمان سه محوره سریعتر میتواند این مدیریت دمایی را انجام دهد.
