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
1394
6
1
gregorian
2015
9
1
15
7
online
1
fulltext
fa
ارزیابی دینامیک یک موتور سوخت مایع معین بهکمک مدلسازی ریاضی غیرخطی و تعیین مدل فرکانسی آن بهروش توابع توصیفی
Dynamic Evaluation of A LPRE Using Non-Linear Mathematical Modeling and Its Frequency Model Determination Based on Describing Function
الگوریتمهایی جهت مدلسازی دینامیکی غیرخطی و یافتن مدل فرکانسی موتورهای سوخت مایع ارایه شده، ملاحظات تسهیل کننده فرآیند مدلسازی و اشکالزدایی، بیان گردیده است. سپس الگوریتمها، برای یک موتور سوخت مایع خاص به همراه مخازن سوخت و اکسیدکننده پیاده شده است. معادلات توصیفی موتور مذکور، در قالب زیرسیستمهایی دستهبندی شده، سپس شبیهسازی در محیط سیمولینک متلب صورت گرفته است. نتایج حاصل از مدلسازی موتور، پس ازتوصیف فرآیندهای گذرای شروع به کار و فرآیندهای رژیم نامی، نمایانگر شرایط مناسب توصیف رفتاری موتور با خطای زیر %3 در رژیم پایا میباشد. سپس بر مبنای مدل غیرخطی حاصله، مدل یک ورودی- یک خروجی موتور در حوزهی فرکانس با استفاده از روش توابع توصیفی بهدست آمده است. جهت استخراج مدل فرکانسی موتور، نرمافزار پاسخ فرکانسی در محیط متلب نوشته شده است. با توجه به رژیمهای کاری موتور، دامنهی ورودی یا سیگنال تحریک و بازهی فرکانسی مناسب انتخاب شده و با تحریک مدل دینامیکی غیرخطی با ورودیهای سینوسی شامل چهار دامنه و فرکانسهای 05/0 تا 140 رادیان بر ثانیه، مدل فرکانسی بهدست آمده است. این امر با انتگرالگیری و یافتن خروجی موتور و محاسبهی انتگرالهای فوریه در زمانی که خروجی به حالت پایدار رسیده باشد و سپس محاسبهی بهرهها و فازهای سیستم در فرکانسها و دامنههای مختلف انجام شده است و مدلهای تابعهای توصیفکنندهی سیستم حاصل شده است. با ارزیابی مدل فرکانسی مشخص گردیده است میتوان با بهرهگیری از مدل فرکانسی، ضمن در نظر گرفتن مهمترین ویژگیهای دینامیکی موتور در بازهی فرکانسهای کنترلی، شرایط مناسبتر و سادهتر و کارآمدتری جهت تحلیل دینامیکی موتور فراهم ساخت
In this paper, the algorithms for low frequency non-linear dynamic modeling and frequency model determining of LPRE is presented. Considerations that facilitate modeling and debugging processes is also investigated. Using of defined algorithms and also presented considerations is considered for a liquid propellant engine with oxidizer and fuel tanks. Describing equations of LPE is classified as many subsystems. Simulation is done in the SIMULINK environment of MATLAB software. Each simulated subsystem show one or more physical subsystem that their interaction is determined in LPE configuration modeling results demonstrate excellent dynamic behavior of LPE. Then SISO engine model in frequency domain is outcome based on resulted non-linear model of LPE using describing function. Frequency response code is developed for derivation of engine frequency model. Adequate frequency interval and input or excited signal amplitude are selected regarding LPE operating modes. In next step, frequency model is derived by stimulation of non-linear dynamic model with sinusoidal inputs includes considered amplitudes and frequencies. This subject is done by integration and engine output obtaining and Furrier integrals calculation at time that output get to steady state. Then system gains and phases calculation is done at the various amplitudes and frequencies for obtaining describing functions models. Frequency model evaluation characterized that can provide more efficient, simple and adequate conditions for analysis of LPE dynamics.
موتور سوخت مایع,مدل غیرخطی,حوزهی فرکانس,تابع توصیفی,دامنهی ورودی
LPE,nonlinear model,Frequency domain,describing function,input amplitude
403
414
http://mme.modares.ac.ir/browse.php?a_code=A-15-1000-7099&slc_lang=fa&sid=15
Ali
Jafargholi
علی
جعفرقلی
100319475328460057669
100319475328460057669
No
KNTU
دانشکده صنعتی خواجه نصیرالدین طوسی
Hassan
Karimi
حسن
کریمی
100319475328460057668
100319475328460057668
Yes
Faculty of Aerospace Engineering, K. N. Toosi University of Technology
دانشگاه صنعتی خواجه نصیر الدین طوسی، دانشکده هوا و فضا
Seyed Reza
Mousavi Firdeh
سید رضا
موسوی فیرده
100319475328460057667
100319475328460057667
No
Polytechnic (Amir Kabir) University
دانشگاه صنعتی امیرکبیر