یکی از پارامترهای تعیینکنندة پیشرانش در یک موتور سوخت جامد، هندسة گرین در هر لحظه است. در این مقاله شبیهسازی پسروی سطح سوزش گرینهای سه بعدی سوخت جامد توسط روش لِوِلسِت انجام شده است. برای این منظور هندسة اولیة گرین در یک نرمافزار CADتولید میشود. سپس سطح سوزش اولیة گرین توسط تابع فاصلة علامتدار به صورت ضمنی تعریف شده، و به عنوان شرط اولیة معادله مرز متحرک در روش لِوِلسِت استفاده میشود. برای تعیین مشخصههای بالستیکی گرین (مانند مساحت سطح سوزش، مساحت عبور گاز، حجم گرین) در هر گام پسروی، از خواص توابع ضمنی بهره گرفته شده است. برای ارزیابی دقت تحلیل پسروی و محاسبه مشخصههای بالستیکی گرین، از چند نمونه تحلیلی استفاده شده، و توافق بسیار خوبی مشاهده شده است. تحلیل پسروی برای چند گرین سهبعدی کاربردی سوخت جامد توسط این روش انجام شده، و قسمتی از نتایج با دادههای تجربی موجود مقایسه شده است.سوزش غیریکنواخت و شرط مرزی اتمام سوزش نیز در مثالهایی مورد بررسی قرار گرفتهاند.
Humble, R., Henry, G. and Larson, W., Space Propulsion Analysis and Design, Revised Edition, McGraw-Hill, New York, 1995, Chapter 6.
Hartfield, R., Jenkins, R., Burkhalter, J. and Foster, W., “A Review of Analytical Methods for Solid Rocket Motor Grain Analysis,” AIAA-2003-4506, 39th AIAA/ASME/SAE/ASEE Joint Propulsion Conference, Huntsville, Alabama, 2003.
Heydari, M. R. and Adami, A. H., “Grain Analysis and Fast Simulation of Internal Ballistics in Solid Fuel Motors”, The 8th Conference of Iranian Aerospace Society, Maleke Ashtar University of Technology, 2009 (in Persian).
Karimi, H., Moradi, M. and Abtahi, H., “Geometrical Modeling of Grain Burnback in Complicated Solid Fuels Using Solidworks Software”, The 6th Conference of Iranian Aerospace Society, N. Toosi University of Technology, 2007 (in Persian)
Sethian, J. A., Level Set Methods and Fast Marching Methods, Cambridge University Press, Cambridge, 1999.
Osher, S. and Sethian J. A., “Fronts Propagating with Curvature Dependent Speed: Algorithms Based on Hamilton-Jacobi Formulations,” Journal of ComputationalPhysics, Vol. 79, Issue 1, 1988, pp. 12-49.
Osher, S. and Fedkiw, R., Level Set Methods and Dynamic Implicit Surfaces, Springer Press, 2003.
Willcox, M. A., Brewster, M. Q., Tang, K. C. and Stewart, D. S, “Solid Propellant Grain Design and Burnback Simulation Using a Minimum Distance Function,” AIAA-2005-4350, 41th AIAA/ASME/SAE/ASEE Joint Propulsion Conference, Tucson, Arizona, 2005.
Ericson, C., Real-Time Collision Detection: the Morgan Kaufmann Series in Interactive 3D Technology, Elsevier, Vol. 1, 2005.
Jones, M., “3D Distance from a Point to a Triangle,” Technical Report CSR-5-95, Department of Computer Science, University of Wales Swansea, 1995.
Bærentzen, J. A. and Aanæs, H., “Generating Signed Distance Field From Triangle Meshes”, IMM-Technical Report-2002-21, Information and Mathematical Modeling (IMM), Technical University of Denmark, 2002.
Towers, J., “Finite Difference Methods for Approximating Heaviside Functions”, Journal of ComputationalPhysics, Vol. 228, No. 9, 2009.
Engquist, B., Tornberg, A. and Tsai, R., “Discretization of Dirac Delta functions in Level Set Mthods”, Journal of ComputationalPhysics,” Vol. 207, Issue 1, 2005.
Barkhordar, A. and Ghassemi, H., “Numerical Modeling of Solid Fuels Burnback Using Level set Method”, The 10th Conference of Iranian Aerospace Society, Tarbiat Modares University, 2011 (in Persian).
Püskülcü, G. and Ulas, A. “3-D Grain Burnback Analysis of Solid Propellant Rocket Motors:Part 2 – Modeling and Simulations”, Journal of Aerospace Science and Technology, Vol.12, 2008, pp. 585–591.
Nisar, Kh., Guozhu, L. and Zeeshan, Q., “A Hybrid Optimization Approach for SRM FINOCYL Grain Design,” Chinese Journal of Aeronautics, Vol. 21, Issue 6, 2008, pp. 481-487.
Cavallini, E., Favini, B., Di Giacinto, M. and Serraglia, F., “SRM Internal Ballistic Numerical Simulation by SPINBALL Model,”, AIAA-2009-5512, 45th AIAA/ASME/SAE/ASEE Joint Propulsion Conference, Denver, Colorado, 2009.
Barkhordar, A., “Numerical Simulation of Grain Burnback in Three Dimensions”, M.Sc. Thesis, School of Mechanical Engineering, Iran University of Science and Technology, 2011 (in Persian).
