علمی- ترویجی
مهندسی فضائی/مکانیک مدارهای فضائی/علوم فضائی/مخابرات فضائی/...
ابراهیم امیری؛ مهدی جعفری ندوشن
دوره 5، شماره 1 ، خرداد 1400، صفحه 1-13
چکیده
این مقاله به تحلیل ظرفیت بالقوة سیارک‌ها در تأمین مواد و منابع معدنی از سه دیدگاه فنی، اقتصادی و حقوقی پرداخته است. بدین منظور سیارک‌های نزدیک زمین که دسترس‌پذیری بهتری دارند، به عنوان کاندیدای معدن‌کاوی در نظر گرفته شده‌اند. علاوه بر مرور مسائل فنی، ارزیابی اقتصادی برای دو عنصر پلاتینیوم و طلا ارائه شده است که نتایج بیانگر به ...
بیشتر
این مقاله به تحلیل ظرفیت بالقوة سیارک‌ها در تأمین مواد و منابع معدنی از سه دیدگاه فنی، اقتصادی و حقوقی پرداخته است. بدین منظور سیارک‌های نزدیک زمین که دسترس‌پذیری بهتری دارند، به عنوان کاندیدای معدن‌کاوی در نظر گرفته شده‌اند. علاوه بر مرور مسائل فنی، ارزیابی اقتصادی برای دو عنصر پلاتینیوم و طلا ارائه شده است که نتایج بیانگر به صرفه بودن صنعت معدن‌کاوی فضایی تحت شرایط مفروض است. مهمترین چالش پیشرو در شکلگیری این حوزه مسائل فنی و به صرفه بودن اقتصادی نیست، بلکه خلاءهای قانونی و حقوقی است که ریسک سرمایهگذاری را بالا برده و بهرهبرداران و سرمایهگذاران را دچار سردرگمی و ابهام میکند. با این وجود، بهرهبرداری از سیارک‌های نزدیک زمین از نظر فنی امکانپذیر بوده و این مسئله در آینده نزدیک با توجه به رشد و بلوغ فناوری فضایی، نیاز بشر به فلزات و مواد معدنی، کمبود آن بر روی زمین و افزایش هزینههای استخراج، مورد توجه طیف وسیعی از دولتها و شرکتهای خصوصی قرار خواهد گرفت.
علمی پژوهشی
پیشرانش/ترمودینامیک/انتقال حرارت/سوخت و احتراق/انرژی/...
زهیر صبوحی؛ محمد رزمجوئی
دوره 5، شماره 1 ، خرداد 1400، صفحه 15-28
چکیده
در این مقاله، به بررسی انتقال حرارت و فناشوندگی عایقهای حرارتی مورد استفاده در موتور و نازل پرداخته شده است. معادلات انتقال حرارت و جرم در دو بعد در یک نازل همگرا-واگرا در نظر گرفته شده است. برای حل این معادلات از روش حجم محدود و از روش ضمنی برای وابستگی زمانی استفاده شده است. معادلة تجزیه که به فرم آرنیوس نوشته شده با استفاده از روش ...
بیشتر
در این مقاله، به بررسی انتقال حرارت و فناشوندگی عایقهای حرارتی مورد استفاده در موتور و نازل پرداخته شده است. معادلات انتقال حرارت و جرم در دو بعد در یک نازل همگرا-واگرا در نظر گرفته شده است. برای حل این معادلات از روش حجم محدود و از روش ضمنی برای وابستگی زمانی استفاده شده است. معادلة تجزیه که به فرم آرنیوس نوشته شده با استفاده از روش رانگ-کوتا حل شده و چگالی و شار جرمی گاز تولیدی در هر گام زمانی بدست آمده است. همچنین، مدلی برای لحاظ نرخ پسروی ارائه شده است. اعتبارسنجی مدل با نتایج تجربی رایز در عایق سیلیکافنولیک مقایسه شده و نشان از انطباق خوب نتایج حاصل از شبیه‌سازی با مشاهدات تجربی می‌باشد. پس از صحهگذاری نتایج بدست آمده به بررسی تأثیر ضریب تصحیح دمش پرداخته شده و نتایج نشاندهندة حائز اهمیت بودن این ضریب برای طراحی دقیق عایقهای فناشونده است. ضریب تصحیح دمش باعث کاهش ضریب انتقال حرارت جابهجایی، کاهش پسروی سطح و در نتیجه کاهش دمای پشت عایق می‌شود. بنابراین، در مواردی که ضخامت عایق قابل توجه یا گرمای فناشوندگی عایق پایین باشد، این پارامتر میتواند حائز اهمیت بوده و نتایج نهایی و در نتیجه طراحی نهایی را تحت تأثیر قرار دهد.
علمی- ترویجی
مهندسی فضائی/مکانیک مدارهای فضائی/علوم فضائی/مخابرات فضائی/...
علی کثیری؛ فرهاد فانی صابری؛ روژین شکری خانقاه
دوره 5، شماره 1 ، خرداد 1400، صفحه 29-43
چکیده
هدف اصلی از انجام این پژوهش، ارائة یک روند طراحی به منظور طراحی بادبان کاهش مدار برای ماهواره‌های مستقر در مدارهای ارتفاع پایین (لئو) با در نظر گرفتن الزامات مأموریت است. در این راستا، ابتدا الزامات و ملاحظات طراحی بادبان کاهش مدار مورد مطالعه قرار گرفته است. در ادامه، مدل‌های اتمسفری متفاوت و روابط لازم برای طراحی اولیة بادبان ...
بیشتر
هدف اصلی از انجام این پژوهش، ارائة یک روند طراحی به منظور طراحی بادبان کاهش مدار برای ماهواره‌های مستقر در مدارهای ارتفاع پایین (لئو) با در نظر گرفتن الزامات مأموریت است. در این راستا، ابتدا الزامات و ملاحظات طراحی بادبان کاهش مدار مورد مطالعه قرار گرفته است. در ادامه، مدل‌های اتمسفری متفاوت و روابط لازم برای طراحی اولیة بادبان کاهش مدار ارائه شده است. سپس، به کمک ابزار Life-time در نرم افزار STK زمان کاهش مدار چندین ماهواره با نسبت‌های جرم به سطح متفاوت، با استفاده از سه مدل تراکم اتمسفری استاتیکی و دینامیکی Harris-priester، Jacchia-Roberts و MSISE2000از ارتفاع اولیه 700 و 800 کیلومتری محاسبه شد. از این اطلاعات در بخش طراحی ابعاد بادبان مناسب جهت خارج کردن ماهواره‌ای با ابعاد و جرم مشخص (مطابق سناریو از پیش تعریف شده) از مدار لئو استفاده می‌شود. در انتها با استفاده از روابط و نمودارهای ارائه شده، برای مدارزدایی یک ماهوره 20 کیلوگرمی از ارتفاع اولیه 800 کیلومتری بادبانی با نسبت جرم به سطح 01/0 کیلوگرم بر متر طی یک روند منظم طراحی شده است. هندسة این بادبان به منظور بهینه بودن به شکل مربع و مبتنی بر 4 تیرک نگهدارنده انتخاب شده است. این هندسه با مصالحه بین دو المان 1-قابلیت اطمینان و 2- انعطاف‌پذیری انتخاب شده است. نتایج شبیه‌سازی نشان می‌دهد که بادبان طراحی شده قادر است الزامات مأموریت سیستم مدارزدایی را برآورده ساخته و ماهواره را طی مدت 6/3 سال از مدار خارج کند.
علمی پژوهشی
سازه/مکانیک جامدات/دینامیک جامدات/ارتعاشات/آئروالاستیسیته/...
میلاد عظیمی؛ صمد مرادی
دوره 5، شماره 1 ، خرداد 1400، صفحه 45-56
چکیده
این مقاله به طراحی قانون کنترلی برای مانور وضعیت و کاهش ارتعاشات باقی‌مانده یک فضاپیمای انعطاف‌پذیر مجهز به تراستر/چرخ عکس‌العملی و وصله‌های پیزوالکتریک پرداخته است. تئوری توسعه یافتة مبتنی بر طراحی تابع لیاپانوف با لحاظ دینامیک چرخ عکس‌العملی برای کنترل مانور و حسگر/عملگرهای پیزوالکتریک و استفاده از کنترلر فیدبک نرخ کرنش برای ...
بیشتر
این مقاله به طراحی قانون کنترلی برای مانور وضعیت و کاهش ارتعاشات باقی‌مانده یک فضاپیمای انعطاف‌پذیر مجهز به تراستر/چرخ عکس‌العملی و وصله‌های پیزوالکتریک پرداخته است. تئوری توسعه یافتة مبتنی بر طراحی تابع لیاپانوف با لحاظ دینامیک چرخ عکس‌العملی برای کنترل مانور و حسگر/عملگرهای پیزوالکتریک و استفاده از کنترلر فیدبک نرخ کرنش برای ارتعاشات باقی‌مانده پس از فاز دستیابی به زاویه مطلوب ارائه شده است. معادلات حرکت سیستم با لحاظ دینامیک غیرخطی و کاملاً کوپل جسم صلب-انعطاف‌پذیر فضاپیمای در مانور تک‌محوره با پیاده‌سازی روش مودهای فرضی و اصل همیلتون استخراج شده است. پایداری کلی سیستم صلب–انعطاف‌پذیر شامل انرژی‌های هاب صلب، پنل‌های انعطاف‌پذیر، وصله‌های پیزوالکتریک، چرخ عکس‌العملی و یک فنر پیچشی با به‌کارگیری ورودی‌های پیوسته (چرخ عکس‌العملی) و ناپیوسته کنترلی (تراستر با بکارگیری مدولاسیون پهنا-پالس/فرکانس-پالس) اثبات و ارتعاشات باقی‌مانده به حداقل رسیده است. عملکرد سیستم کنترل توسعه یافتة پیشنهادی در مقایسه با نمونه رایج آن و رویکرد کنترلی جانمایی قطب‌ها بررسی شده است. شبیه‌سازی‌های انجام شده برای یک مانور با زاویة بزرگ و کاهش قابل ملاحظه ارتعاشات ناشی از تحریک پنل‌های انعطاف‌پذیر بیانگر مزیت و کارایی روش پیشنهادی می‌باشد.
علمی پژوهشی
پیشرانش/ترمودینامیک/انتقال حرارت/سوخت و احتراق/انرژی/...
امیر مردانی؛ امیر آقابیگی؛ حسنا باهنر
دوره 5، شماره 1 ، خرداد 1400، صفحه 57-65
چکیده
در این مقاله، مطالعة میدان جریان یک محفظة احتراق توربین گاز مدل در حالت سرد برای کارکرد معمول و چسبیدگی شعله به سرمشعل به روش تجربی و نیز با کمک شبیه‌سازی گردابه‌های بزرگ انجام شده است. ابعاد هندسی پلنیوم و نتایج اندازه‌گیری تجربی صدای محفظه بیانگر تولید صدایی با فرکانس نزدیک به رزونانس پلنیوم دارد. برای بررسی اثر میدان جریان، از ...
بیشتر
در این مقاله، مطالعة میدان جریان یک محفظة احتراق توربین گاز مدل در حالت سرد برای کارکرد معمول و چسبیدگی شعله به سرمشعل به روش تجربی و نیز با کمک شبیه‌سازی گردابه‌های بزرگ انجام شده است. ابعاد هندسی پلنیوم و نتایج اندازه‌گیری تجربی صدای محفظه بیانگر تولید صدایی با فرکانس نزدیک به رزونانس پلنیوم دارد. برای بررسی اثر میدان جریان، از نتایج عددی برای کارکرد معمول مشعل و حالت شعله چسبیده استفاده شده است. نتایج عددی نشان می‌دهد که تغییر نسبت هوا میان چرخانندة بیرونی و داخلی به متمایل شدن لایة برشی خروجی به سمت سرمشعل و ایجاد جت کواندا روی دیواره منجر می‌شود. میدان جریان حاصل از شبیه‌سازی عددی نشان می‌دهد که در حالت چسبیدگی شعله به سرمشعل، ناحیة جریان بازگشتی داخلی سرعتهای منفی کوچکتر به خود میگیرد و ناپایداری لایة برشی در خروجی نازل بیرونی و گردابه‌های آن در اثر چسبیدگی جریان به دیواره از بین میروند. حذف ناپایداری لایة برشی در خروجی یکی از نازلها میتواند عامل حذف یکی از دو فرکانس پایه نوسانات و مضارب صحیح آن در اندازهگیریهای تجربی باشد.
علمی پژوهشی
روش‌ها و ابزارهای: محاسباتی (CFD)/اندازه‌گیری (تجربی)/تحلیلی (ریاضی)/...
شهرام قربانی فر؛ محمد طیبی؛ مسعود زارع
دوره 5، شماره 1 ، خرداد 1400، صفحه 67-77
چکیده
در این مقاله، معادله نیرو-جابجایی و نوسانات سه بعدی غیر خطی یک قطره آونگان به صورت عددی بررسی می‌شود. رشد و جدایش قطره، که به دلیل گرانش از انتهای لولة مویین آویزان است، (با فرض نسبت‌های چگالی و گرانروی بالا و جریانهای دو فازی غیرقابل اختلاط در نظر گرفته می‌شود. از روش شبکة بولتزمن با زمان آرامش سه بعدی برای شبیه‌سازی رشد، جدایش و ...
بیشتر
در این مقاله، معادله نیرو-جابجایی و نوسانات سه بعدی غیر خطی یک قطره آونگان به صورت عددی بررسی می‌شود. رشد و جدایش قطره، که به دلیل گرانش از انتهای لولة مویین آویزان است، (با فرض نسبت‌های چگالی و گرانروی بالا و جریانهای دو فازی غیرقابل اختلاط در نظر گرفته می‌شود. از روش شبکة بولتزمن با زمان آرامش سه بعدی برای شبیه‌سازی رشد، جدایش و نوسانات قطره استفاده شد. متوجه شدیم که قطره در حال رشد همزمان سه رفتار کششی مختلف را نشان می‌دهد. نشان داده شد که قطره دارای شتاب نوسانی است. حداکثر دامنه شتاب بدون بعد حدود 35 و فرکانس بدون بعد حدود 40 بود. نتیجه گیری شد که قطره هنگام رشد امواج صوتی را در بالادست تولید میکند. اگرچه جریان در جهت گرانش بود، نوسانات عرضی با دامنه کم و با فرکانس بدون بعد 500 تا 800 در طول رشد قطره تشخیص داده شد.
