طراحی بهینه سامانه مدیریت پیشرانه (PMD) مخزن حامل سوخت هیدرازین

هدف از ارائه مقاله، روش بهینه طراحی سیستمی سامانه مدیریت پیشرانه یا PMD مخزن حامل سوخت هیدرازین برای استفاده در شرایط بی وزنی می باشد. برای این منظور، از روش های عددی برای تحلیل مخزن و رفتار سوخت درون مخزن به همراه PMD برای بهینه سازی پارامترهای طراحی سامانه استفاده شده است. بدینصورت که، برای بررسی رفتار سوخت، سامانه مدیریت پیشرانه با استفاده از روش حجم سیال (VOF) در نرم افزار انسیس ویرایش ۱۷ مدل سازی نهایی، مش بندی و تحلیل شده است. همچنین مدل سازی اولیه مخزن و سامانه پیشرانه در نرم افزار سالیدورک ویرایش ۲۰۱۶ صورت پذیرفته است. شبیه سازی های عددی به منظور بررسی عملکرد PMD و اثبات پدیده مویینگی برای سوخت رسانی پایدار در شرایط بی وزنی انجام شده است. متغیرهای طراحی در بهینه سازی طراحی مخزن و PMD به ترتیب ۱- کمینه نمودن نسبت وزن به ضریب اطمینان، ۲- مشخصات ابعادی مخزن و PMD (ارتفاع، قطر، ابعاد طول و عرض). پارامترهای بهینه سازی PMD با هدف دست یابی به بیشترین مقادیر دبی جرمی و نرخ حجمی جریان صورت می پذیرد. به عبارت دیگر، هدف دستیابی به بیشترین مقادیر سوخت به PMD می باشد که در پایان زمان شبیه سازی توسط نمودار نرخ جریان قابل اکتساب است. نتایج تحلیل عددی بدست آمده عبارتنداز: پارامترهای سیستمی بهینه مربوط به مشخصات مخزن و سامانه مدیریت پیشرانه (دستیابی به کمینه وزن و بیشینه ضریب اطمینان و همچنین بیشینه دبی خروجی از سامانه مدیریت پیشرانه). صحه گذاری نتایج با مقایسه پارامترهای سیستمی بهینه بدست آمده از نمونه های موجود با ابعاد مش متفاوت صورت می پذیرد.

کلیدواژه ها:

optimal design ، Propellant management Device (PMD) ، Numerical analysis ، Hydrazine ، Fuel tank ، طراحی بهینه ، سامانه مدیریت پیشرانه (PMD) ، تحلیل عددی ، هیدرازین ، مخزن سوخت