شبيه سازي ديناميكي اختلال نشتي در يك موتور سوخت مايع فضايي

Dynamic Simulation of Leakage in a Liquid Propellant Space Engine

در اين تحقيق، پارگي مسير اصلي اكسيدكننده در يك موتور سوخت مايع شبيه سازي شده است. انجام اين كار بر مبناي يك كد كامپيوتري كه عملكرد موتور سالم را به صورت ديناميكي و غير خطي توصيف مي‌كند، صورت گرفته است. به بيان ديگر، معادلاتي كه براي شبيه‌سازي اين اختلال، مورد نياز بوده است، به مجموعه معادلات موجود اضافه مي‌گردد و در لحظه ي بروز اختلال به صورت معادلات تكميلي استفاده مي‌شود. دستگاه معادلات ديفرانسيل، دربرگيرنده‌ي مجموعه‌ي معادلات خطي و غير خطي توصيف كننده‌ي عملكرد سالم و مختل شده مي‌باشد كه از 34 معادله‌ي جبري و 59 معادله‌ي ديفرانسيلي تشكيل مي‌شود. براي حل عددي دستگاه فوق از روش رانج كوتاي مرتبه‌ي چهار استفاده شده است. در نهايت، نتايج كد تهيه شده و تست مورد مقايسه قرار گرفت و دقت قابل‌قبول شبيه‌سازي را نشان داد.

In this paper, a fault in the main duct of oxidizer in liquid rocket engine has been simulated. The procedure is based on a nonlinear mathematical model that dynamically describes sound operation of engine. In other word, when engine operates abnormally during a fault, fault descriptive equations are added to the engine equations. Differential equation system involves linear and nonlinear equations that describe sound and fault operation of engine. This system consists of 34 algebraic and 59 differential equations. The fourth order Runge-Kutta method has been used for numerical solution of equations set. Finally, results of engine hot test are compared with model and shows acceptable accuracy of simulator code