طراحی نرم افزار مهم برای فضاپیماها در ایران

پژوهشگران پژوهشکده سامانه‌های فضانوردی سازمان فضایی ایران موفق به طراحی نرم‌افزار «تحلیل و طراحی گرمایش آیرودینامیکی» با قابلیت تعیین دما و شار حرارتی سرد روی سطح جسم و محاسبه مقدار ماده فناشونده مورد نیاز برای طراحی حرارتی اجسام سه بعدی در سرعت‌های ماورای‌ صوت از جمله فضاپیماها و کپسول‌های بازگشتی در فاز ورود به جو شده‌اند.

به گزارش مشرق، این نرم‌افزار به همت گروه گرمایش و آیرودینامیک پژوهشکده سامانه‌های فضانوردی در مدت یک سال تهیه و به صورت بسته‌ای گرافیکی با کاربری آسان ارائه شده است.

این نرم‌افزار شامل دو حلگر جریان (Flow Solver) و ماده فداشونده (Ablative Material Solver) می‌شود. الگوریتم طراحی این نرم‌افزار بدین صورت است که ابتدا توسط حلگر جریان، شار حرارتی سرد روی سطح جسم محاسبه شده و نتایج به عنوان ورودی به حلگر ماده فناشونده منتقل می‌شود و سپس توسط حلگر ماده فداشونده، دمای سطح جسم، نرخ سوزش و سایر پارامترهای لازم برای طراحی سپر حرارتی قابل محاسبه می‌شود.

استفاده از معادلات لایه مرزی و الگوریتم‌های سریع حل معادلات جریان باعث شده که این نرم‌افزار در کاهش هزینه و زمان لازم برای طراحی گرمایشی اجسام با سرعت‌های ماورای‌ صوت نقش بسزایی داشته باشد. این نرم‌افزار قابلیت محاسبه شار حرارتی سرد به دو روش تقریبی و حل معادلات لایه مرزی در حالت جریان آرام و آشفته برای هر دو حالت گاز کامل و گاز با واکنش‌های تعادلی را دارد.

از آنجا که در طراحی حرارتی اجسام فضایی باید هندسه‌های گوناگون در رژیم‌های پروازی مختلف (ارتفاع، فشار، سرعت و ...) بررسی شوند و استفاده از نرم‌افزار‌های تجاری موجود در این طراحی بسیار زمان‌بر است که موجب افزایش هزینه‌ها می‌شود؛ به همین منظور توسعه نرم‌افزاری که در کمترین زمان ممکن بتواند شار حرارتی و ماده فناشونده مورد نیاز برای طراحی حرارتی اجسام سه بعدی در سرعت‌های بالا را در شرایط و رژیم‌های پروازی مختلف محاسبه کند، بیش از هر چیز در پژوهشکده سامانه‌های فضانوردی مورد نیاز بوده است.

این نرم‌افزار علاوه بر رفع نیاز‌های این پژوهشکده، توانایی ارائه خدمات به تمامی ارگان‌های مرتبط با موضوع گرمایش آیرودینامیکی را دارد.

منبع: مشرق نیوز