مهندسی مکانیک مدرس

مهندسی مکانیک مدرس

استفاده از روش فیلتر کالمن جهت تخمین آنی شار حرارتی روی مرز متحرک در مواد فداشونده تجزیه پذیر

نویسندگان
1 دانشجو دانشگاه صنعتی اصفهان
2 استادیار دانشگاه صنعتی اصفهان
3 دانشیار دانشگاه صنعتی اصفهان
چکیده
در سیستم‌های پرتابه به علت بالا بودن سرعت ورود به جو در اثر فشرده شدن مولکولهای هوا و امواج ضربه‌ای قوی در جلوی پرتابه گرمایش آیرودینامیکی شدیدی بوجود می‌آید. استفاده از پوشش مواد فداشونده روی سازه اصلی مستلزم مدلسازی مناسب جهت تعیین شار‌حرارتی در مرز است که اندازه‌گیری آن به صورت مستقیم امری غیر‌ممکن یا بسیار دشوار است. در کار حاضر تخمین شار‌حرارتی به روش فیلتر کالمن انجام می‌شود که به علت تخمین آنی شار حرارتی محل بهینه حسگرهای دمایی را در یک مرز متحرک در اختیار قرار می دهد. علاوه بر این از نتایج کار حاضر می توان در طراحی حسگرهای شارسنج استفاده نمود. نتایج روش کنونی برای تعیین موقعیت بهینه سه حسگر دمایی در مرز متحرک فدا شونده و از بین بردن اغتشاشات در لحظه سوختن حسگر برای تخمین دقیق تر شار حرارتی ارائه می شود.
کلیدواژه‌ها

عنوان مقاله English

Kalman filter for estimating heat flux on moving-ablating- dispensing surface

نویسنده English

Ahmad Sedaghat 2
چکیده English

In rocket systems, the re-entry speed to atmosphere is very high which leads to compression of air molecules and appearance of strong bow shock waves in the leading edge; consequently, this yields aerodynamic heating. Using ablating-dispensing materials on the leading edge surfaces, it is important to accurately determine heat flux on these moving boundaries. Measuring heat flux directly is very difficult or impossible in some situations. In the present study, the online Kalman filtering is used to determine heat flux accurately. Since the heat flux is estimated in online (non-iterative) fashion, the optimum location of temperature sensors can be effectively determined. In addition, the results of this study can be used to design heat flux sensors. In this paper, the optimum locations of three temperature sensors are calculated on the basis that the disturbances occur due to burning of sensors are reduced. More robust solutions are obtained for heat flux on the ablating surfaces.

کلیدواژه‌ها English

Heat flux estimation
Inverse heat transfer
Kalman filter
Moving boundary
Pyrolysis gas