Modares Mechanical Engineering
مهندسی مکانیک مدرس
Modares Mechanical Engineering
Engineering & Technology
http://mme.modares.ac.ir
1
admin
1027-5940
2476-6909
10.22034/mme
fa
jalali
1397
1
1
gregorian
2018
4
1
18
2
online
1
fulltext
fa
روش طراحی سیستمی سامانه مدیریت پیشرانه (PMD) در شرایط جاذبه صفر
Propellant Management Device (PMD) System Design Methodology in Zero Gravity Condition
هدف از ارائه مقاله، روش طراحی سیستمی سامانه مدیریت پیشرانه یا PMD مخزن حامل سوخت هیدرازین برای استفاده در شرایط جاذبه ناچیز (صفر) میباشد. برای این منظور، روندنمای طراحی سیستمی پیشنهادی برای طراحی سامانه مدیریت پیشرانه، دارای سه مرحله اصلی میباشد که عبارتنداز : مرحله اول، طراحی و مدلسازی مخزن؛ مرحله دوم، طراحی و مدلسازی سامانه مدیریت پیشرانه و شبیهسازی و مرحله سوم، تحلیل رفتار سوخت درون مخزن. در این روندنما با توجه به ورودیهای ماموریتی مربوط به سامانه، طراحی مخزن، سامانه مدیریت پیشرانه و تحلیل رفتار سوخت درون مخزن به صورت جامع پرداخته شدهاست به گونهای که در هر گام در صورتیکه نتایج تایید نشود، با تغییر پارامترهای مرتبط، شرایط مطلوب احراز می شود. مدلسازی اولیه مخزن و سامانه مدیریت پیشرانه در نرم افزار سالیدورک صورت پذیرفتهاست. شبیه-سازیهای عددی به منظور بررسی عملکرد PMD و اثبات پدیده مویینگی برای سوخترسانی پایدار در شرایط بیوزنی انجام شدهاست. از روشهای عددی برای تحلیل مخزن و رفتار سوخت درون مخزن به همراه PMD برای بهینهسازی پارامترهای طراحی سامانه استفاده شدهاست. بدینصورت که، برای بررسی رفتار سوخت، سامانه مدیریت پیشرانه با استفاده از روش حجم سیال (VOF) در نرم افزار انسیس مدلسازی، شبکهبندی و تحلیل شدهاست. پارامترهای بهینهسازی PMD با هدف دستیابی به بیشترین مقادیر دبی جرمی و نرخ حجمی جریان صورت میپذیرد. به عبارت دیگر، هدف دستیابی به بیشترین مقادیر سوخت ورودی به PMD میباشد. در نهایت، صحهگذاری نتایج (عملکرد سامانه مدیریت پیشرانه) با مقایسه با نتایج تجربی و نمونه موجود موجود صورت پذیرفتهاست.
The purpose of this article is to system design methodology of Propellant Management Device (PMD) for hydrazine fuel tank which used in low (zero) gravity conditions. To this end, the suggestion system design flowchart has three main steps that concluded: step one, Tank design and modeling; step two, PMD design and modeling and step three, stored fuel treatment simulation and analysis. In the design flowchart has performed the result of each step based on mission inputs. Therefore, rejected results in each step led to vary the related parameters. Thus Solid Works software is used to primary PMD and tank modeling. Then, numerical simulation is performed to consider PMD's performance and to illustrate the capillary phenomenon for continues fuel transferring in zero-gravity conditions.Also, numerical methods are used to analysis of the tank and the fuel behavior inside the tank with PMD to optimize system design parameters. Hence, Ansys software used to finalize modelling, analysis, meshing and consideration of fuel behavior in PMD by utilizing the Volume Of Fluid (VOF) method. The optimal system parameters related to specifications of PMD with maximum performance of mass and volume flow rates in zero gravity. In conclusion, by comparing the results (PMD performance) with experimental and existing results will be verified.
طراحی سیستمی, سامانه مدیریت پیشرانه (PMD), تحلیل عددی, هیدرازین, مخزن سوخت
System design؛ Propellant management Device (PMD)؛ Numerical analysis؛ Hydrazine؛ Fuel tank
84
94
http://mme.modares.ac.ir/browse.php?a_code=A-15-15145-2&slc_lang=fa&sid=15
حسن
ناصح
1003194753284600231000
1003194753284600231000
Yes
پژوهشگاه هوافضا
Ali
Alipour
علی
عالیپور
1003194753284600231001
1003194753284600231001
No
Aerospace Engineering M.Sc. graduate
کارشناسی ارشد مهندسی هوافضا