آنالیز حساسیت طراحی چندموضوعی یک سامانه رانشگر تک‌پیشرانه مایع فضایی به روش نمونه‌برداری ابر مکعب لاتین lhs

حل دقیق سامانه‌های پیچیده‌ای مانند رانشگرهای فضایی، بسیار پرهزینه و زمان‌بر است. با ساخت مدل جانشین، می‌توان از مدت زمان حل کاسته و هزینه را کاهش داد. هر چقدر مدل جانشین به مدل واقعی نزدیک‌تر باشد، حل دقیق‌تر و درصد خطا کاهش می‌یابد. مدل‌های جانشین با دقت بالا را فرامدل می‌نامند. مبنای تولید یک فرامدل با دقت بالا، انجام آنالیز حساسیت با دقت بالا و با یک روش مناسب است. آنالیز حساسیت می‌تواند میزان اثرگذاری متغیرهای ورودی بر متغیرهای خروجی را نمایش داده و با  حذف متغیرهای ورودی کم اثر یک مدل جانشین تولید نماید. از این‌رو، انجام آنالیز حساسیت در حل سامانه‌های پیچیده ارزش بالایی دارد. هدف از این مقاله، آنالیز حساسیت طراحی چندموضوعی یک سامانه رانشگر تک‌پیشرانه مایع به روش نمونه‌برداری ابرمکعب لاتین است. در این مقاله موضوعات مرتبط با سامانه رانشگر تک‌پیشرانه مایع به شش قسمت تقسیم‌بندی شده است: مخزن گاز پرفشار، مخزن سوخت مایع، انژکتور، محفظه تجزیه، بسترکاتالیستی و نازل. با تعیین متغیرهای ورودی و خروجی هر یک از موضوعات، نتایج آنالیز حساسیت به دو صورت میزان حساسیت متغیرهای ورودی بر خروجی و همبستگی دو به دو پارامترها با یکدیگر به نمایش گذاشته شده است. در نتایج، همان‌طور که مشاهده می‌شود، متغیر ورودی ضربهویژه، در مخزن گاز پرفشار و مخزن سوخت مایع، تاثیری بر روی متغیرهای خروجی نمی‌گذارد. در انژکتور، تعداد شیارها، زوایای شیار و فشار مخزن سوخت تاثیر به‌سزایی بر متغیرهای خروجی ندارند. در نمودار آنالیز حساسیت محفظه تجزیه، شعاع گرانول کاتالیست و برای بستر کاتالیستی، علاوه بر شعاع گرانول، درصد تجزیه آمونیاک نیز بی‌اثر است. در نهایت، آنالیز حساسیت برای نازل نشان می‌دهد که نسبت گرمای ویژه، اثری بر روی متغیرهای خروجی ندارد

multidisciplinary design sensitivity analysis of a spacecraft monopropellant propulsion system by latin hypercube sampling (lhs)

accurate solving of complex systems such as spacecraft is very costly and time consuming. by building a surrogate model, the solution time and the cost can be reduced. the closer the surrogate model is to the actual model, the more accurate the solution and the lower the error rate. high-precision successor models are called metamodels. the basis of producing a high-precision meta-model is to perform high-precision sensitivity analysis with a suitable method. sensitivity analysis can show the effect of input variables on output variables and produce a surrogate model by eliminating ineffective input variables. therefore, sensitivity analysis is highly valuable in solving complex systems. the purpose of this article is to analyze the sensitivity of the multidisciplinary design of a monopropellant liquid propulsion system by the latin hypercube sampling method. in this article, the topics related to the liquid monopropellant propulsion system are divided into six parts: high pressure gas tank, liquid fuel tank, injector, decomposition chamber, catalytic bed and nozzle. by determining the input and output variables of each subject, the results of sensitivity analysis are displayed in two ways: the sensitivity of the input variables to the output and the two-by-two correlation of the parameters with each other. in the results, as can be seen, the specific impulse input variable, in the high-pressure gas tank and the liquid fuel tank, has no effect on the output variables. in the injector, the number of grooves, groove angles and fuel tank pressure do not have a significant effect on the output variables. in the decomposition chamber sensitivity analysis diagram, the radius of the granule and for the catalyst bed, in addition to the radius of the granule, the percentage of ammonia decomposition are also ineffective. finally, the sensitivity analysis for the nozzle shows that the ratio of specific heat has no effect on the output variables