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. بدین صورت که، برای بررسی رفتار سوخت، سامانه مدیریت پیشرانه با استفاده از روش حجم سیال (VOF) در نرم افزار انسیس مدل سازی نهایی، شبکه بندی و تحلیل شده است. همچنین مدل سازی اولیه مخزن و سامانه پیشرانه در نرم افزار سالیدورک صورت پذیرفته است. شبیه سازی های عددی به منظور بررسی عملکرد PMD و اثبات پدیده مویینگی برای سوخت رسانی پایدار در شرایط بدون گرانش انجام شده است. متغیرهای طراحی در بهینه سازی طراحی مخزن و PMD به ترتیب 1- کمینه نمودن نسبت وزن به ضریب اطمینان، 2- 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. نتایج شبیه سازی دبی خروجی برای مدت زمان چهار ثانیه در مقایسه با نمونه موجود، موید کارآیی سیستم طراحی شده می باشد.

در این تحقیق، اثرات برخورد گلوله به یک مخزن سوخت با استفاده از روش المان محدود مورد بررسی قرار گرفته و با نتایج تجربی مقایسه شده است. در اثر نفوذ گلوله یک فشار داخلی بزرگ از جانب سوخت به دیوارهای مخزن وارد می آید که به نوبه خود می تواند آسیب های ساختاری شدیدی را به آن متحمل سازد. مسئله برهم کنش سازه و سیال در نظر گرفته شده با استفاده از دیدگاه اویلری-لاگرانژی و توسط نرم افزار ال اس داینا حل شده است. مقایسه نتایج به دست آمده از شبیه سازی های انجام شده با نتایج تجربی نشان داده است که نرم افزار ال اس داینا با دقت مناسبی قادر است تا فازهای مختلف برخورد را مدل سازی نماید. در تحقیقات پیشین انجام شده بیشتر مرحله نفوذ گلوله و فاز کاویتاسیون به صورت عددی شبیه سازی شده است. در این تحقیق کلیه مراحل شامل نفوذ گلوله، فاز کاویتاسیون، تنشهای وارده به مخزن وخروج گلوله بررسی شده است. مقایسه کانتورهای تنش ون میسز دیواره های مخزن خالی و مخزن حاوی سیال نشان از ازدیاد 30 درصدی ماکزیمم تنش ون میسز ایجاد شده در دیواره مخزن حاوی سیال نسبت به مقدار آن در مخزن خالی دارد. همچنین در این پژوهش علاوه بر آنچه در پژوهش های عددی قبل انجام شده است، مد خرابی مخزن حاوی مایع بصورت عددی تعیین شده است. نتایج عددی نشان می دهند که به دلیل وجود تنش های وارد شده از جانب سیال بر جداره های مخزن حاوی سیال، مد خرابی ایجاد شده در آن با مد خرابی مخزن خالی کاملا متفاوت است.

یکی از راه های متداول جهت جلوگیری از تلاطم در مخازن سوخت، استفاده از تیغه های میرا کننده در داخل مخازن است. در این تحقیق 5 نمونه مخزن، شامل مخزن بدون تیغه و مخزن با تیغه های میراکننده به شکل های مختلف به صورت سه بعدی مدل سازی شده است. در ادامه با اعمال شتاب گرانشی به مخزن، اثرات شکل تیغه های میراکننده بر میزان تلاطم و حرکت سیال درون مخزن سوخت با استفاده از روش عددی حجم سیال، تحلیل شده است و نتایج حاکی از میزان خطا کمتر از 4 درصد بین روش عددی و تجربی می باشد. بر اساس نتایج بدست آمده، سیال متلاطم پس از 35/0 ثانیه به یک پایداری نسبی می رسد، در حالیکه در مخزن بدون تیغه میرا کننده این پایداری نسبی بعد از زمان 1/1 ثانیه رخ می دهد. با توجه به نتایج، حرکت سوخت در حالت قرارگیری تیغه در قسمت تحتانی و میانی مخزن با توجه به ارتفاع کمتر تیغه نسبت به حالت قرارگیری با تیغه فوقانی در مخزن بیشتر است. بر اساس نتایج بدست آمده در حالت قرارگیری همزمان تیغه ها در قسمت تحتانی، میانی و فوقانی مخزن، سیال تلاطم کمتری ایجاد کرده و لوله سوخت در وضعیت بهتری نسبت به شکل تیغه ها در مخازن دیگر قرار گرفته است.

هدف از ارائه مقاله، تبیین روش مدل سازی و شبیه سازی تاثیرات استارت سامانه پیشرانش ماهواره یا فضاپیما بر تلاطم (تکانه) سوخت درون مخزن با استفاده از مدل پاندولی در شرایط جاذبه ناچیز است. به عبارت دیگر، هدف اصلی در این مقاله مطالعه خاص تلاطم سوخت و گاز فشارگذاری (نسبت به یکدیگر)، صرف نظر از نقش سامانه مدیریت پیشرانش در مخزن سوخت است. برای این منظور حرکت تلاطم های سوخت درون مخزن در نرم افزار دینامیک سیالات فلوئنت براساس مدل پاندولی، ایجاد شده است. بر این اساس، روندنمای مطالعه بدین صورت است که ابتدا ورودی های روندنمای (تحریک ورودی به مخزن، حجم سوخت و گاز بالشتک، بارگذاری ها و مشخصات ابعادی و غیره) تعیین و سپس مخزن مدل سازی و طراحی می شود و در نهایت شبیه سازی تلاطم سوخت درون مخزن در شرایط جاذبه ناچیز صورت می پذیرد. خروجی مدل سازی و شبیه سازی تلاطم سوخت که شامل نرخ میرایی تلاطم و تعیین مقدار آن در لحظه 20ثانیه از شبیه سازی، کانتور تغییرات سرعت، کانتور جهت سرعت در مخزن و همچنین کانتور موقعیت سوخت و گاز نسبت به یکدیگر در لحظات 2/0، 4/0 و یک ثانیه است. دقت نتایج به دست آمده با استفاده از نتایج آزمایشگاهی نمونه مشابه مورد ارزیابی قرار گرفته است.

بر اثر حرکت جریان سیال در مخازن و مجاری سوختی بار الکتریکی در سیال و سطح مشترک آن با مجاری به وجود می­ آید. در صورت تخلیه این بارهای الکتریکی، مخازن و مجاری سوختی مورد تهدید قرار می گیرند؛ زیرا اگر انرژی تخلیه الکترواستاتیک از حداقل انرژی قابل اشتعال سوخت بیشتر شود می تواند منجر به شعله ورشدن سوخت و انفجار مخازن یا مجاری گردد. در این مقاله اثر لوله ­های رسانا و عایق، سرعت حرکت سیال و شعاع لوله­ ها در تولید بار الکترواستاتیک تحلیل و بررسی می­شود. در جریان آرام سیال، همیشه بار الکتریکی تولید شده نسبت به جریان آشفته کمتر است. سرعت حرکت سیال هر چه بیشتر باشد آشفتگی بیشتری در لوله رخ می دهد. نتایج نشان می­ دهد در حالت جریان آرام، جریان الکتریکی تولید شده تقریباً dBA 250 آمپر از جریان آشفته کمتر است. بررسی ­ها روی مخازن هنگام سوخت­ گیری نشان می­دهد بار الکتریکی تجمع ­یافته در محور مرکزی مخزن استوانه ­ای بیشینه بوده و با پر شدن مخزن  میزان بار افزایش می­ یابد.

دم یکی از ارکان اصلی هواپیماست که وظیفه تریم، پایداری و کنترل هواپیما را بر عهده دارد. تا کنون انواع مختلفی از دم طراحی و ساخته شده است که هر یک مزایا و معایب خاص خود را دارند. هر نوع دم علاوه بر ویژگیهای آیرودینامیکی مطلوب، باید پایداری لازم را ایجاد نموده و توانایی کنترل و تریم هواپیما را داشته باشد. آنچه در این پژوهش مطرح شده است بررسی اثرات دم H شکل بر ضرایب آیرودینامیکی هواپیما به همراه مخزن سوخت خارجی با استفاده از تستهای تونل باد می باشد. آزمایشات در تونل باد تراکم ناپذیر مرکز تحقیقات هوا فضا ساخت کارخانه ISI ایتالیا در سه عدد رینولدز 530000، 720000 و 800000 انجام شده است. مدل مورد استفاده در این مجموعه تست، مقیاس یک پنجم از یک نمونه هواپیمای کوچک است که امکان نصب یک فروند مخزن سوخت خارجی در زیر هر بال آن (مجموعا دو فروند در زیر دو بال) وجود دارد. این مدل دارای سطوح کنترلی شامل رادر و الویتور با قابلیت تغییر زوایا می باشد. نتایج، تغییرات پارامترهای آئرودینامیکی و محدوده پایداری را نسبت به زاویه حمله بدون مخزن سوخت و بدون زاویه حمله و با مخزن سوخت نشان می دهد.

در مطالعه حاضر، استحکام نهایی شکست مخزن سوخت CNG نوع 4 تحت آزمون فشار ترکیدگی در دو حالت ضخامت ثابت و متغیر با استفاده از شبیه سازی المان محدود تحلیل شد. سپس به بهینه سازی زاویه پیچش الیاف به منظور دستیابی به حداکثر مقاومت در برابر فشار ترکیدگی در هر دو مدل پرداخته شد. بدین منظور از مشخصات آزمون بیان شده در استاندارد NECE R 110: 2016 و تعیین معیار تنش معادل فون میسز جهت مشخص نمودن ناحیه بحرانی و مستعد به شکست در مخزن استفاده شده است. نتایج شبیه سازی نشان داد که در دو حالت طراحی ضخامت ثابت و متغیر جدایش به ترتیب در فلنج پایین مخزن و محل پوسته انحنای پایین رخ داده است. صحت سنجی شبیه سازی اجزای محدود ارایه شده برای پیش بینی فشار ترکیدگی در هر دو حالت طراحی (ضخامت ثابت و متغیر) با استفاده از تکنیک مقایسه با نتایج آزمایشگاهی نشان داد که تطابق قابل قبولی میان نتایج تجربی و عددی برقرار بوده است. همچنین نتایج نشان داد که بهینه ترین زاویه پیچش الیاف جهت دستیابی به حداکثر مقاومت در برابر فشار ترکیدگی در دو حالت طراحی ضخامت ثابت و متغیر به ترتیب برابر با 23درجه (در فشار 670 بار) و 15 درجه (در 780 بار) بوده است. در نهایت، بکارگیری نتایج این پژوهش می تواند منجر به افزایش 22 درصدی استحکام نهایی شکست مخزن کامپوزیتی نوع 4 شود.