Grain regression analysis
Date
2014-04
Authors
Sullwald, Wichard
Journal Title
Journal ISSN
Volume Title
Publisher
Stellenbosch : Stellenbosch University
Abstract
ENGLISH ABSTRACT: Grain regression analysis forms an essential part of solid rocket motor simulation.
In this thesis a numerical grain regression analysis module is developed
as an alternative to cumbersome and time consuming analytical methods. The
surface regression is performed by the level-set method, a numerical interface
advancement scheme. A novel approach to the integration of the surface area
and volume of a numerical interface, as defined implicitly in a level-set framework,
by means of Monte-Carlo integration is proposed. The grain regression
module is directly coupled to a quasi -1D internal ballistics solver in an on-line
fashion, in order to take into account the effects of spatially varying burn rate
distributions. A multi-timescale approach is proposed for the direct coupling
of the two solvers.
AFRIKAANSE OPSOMMING: Gryn regressie analise vorm ’n integrale deel van soliede vuurpylmotor simulasie. In hierdie tesis word ’n numeriese gryn regressie analise model, as ’n alternatief tot dikwels omslagtige en tydrowende analitiese metodes, ontwikkel. Die oppervlak regressie word deur die vlak-set metode, ’n numeriese koppelvlak beweging skema uitgevoer. ’n Nuwe benadering tot die integrasie van die buite-oppervlakte en volume van ’n implisiete numeriese koppelvlak in ’n vlakset raamwerk, deur middel van Monte Carlo-integrasie word voorgestel. Die gryn regressie model word direk en aanlyn aan ’n kwasi-1D interne ballistiek model gekoppel, ten einde die uitwerking van ruimtelik-wisselende brand-koers in ag te neem. ’n Multi-tydskaal benadering word voorgestel vir die direkte koppeling van die twee modelle.
AFRIKAANSE OPSOMMING: Gryn regressie analise vorm ’n integrale deel van soliede vuurpylmotor simulasie. In hierdie tesis word ’n numeriese gryn regressie analise model, as ’n alternatief tot dikwels omslagtige en tydrowende analitiese metodes, ontwikkel. Die oppervlak regressie word deur die vlak-set metode, ’n numeriese koppelvlak beweging skema uitgevoer. ’n Nuwe benadering tot die integrasie van die buite-oppervlakte en volume van ’n implisiete numeriese koppelvlak in ’n vlakset raamwerk, deur middel van Monte Carlo-integrasie word voorgestel. Die gryn regressie model word direk en aanlyn aan ’n kwasi-1D interne ballistiek model gekoppel, ten einde die uitwerking van ruimtelik-wisselende brand-koers in ag te neem. ’n Multi-tydskaal benadering word voorgestel vir die direkte koppeling van die twee modelle.
Description
Thesis (MSc)--Stellenbosch University, 2014.
Keywords
Rocket engines, Monte Carlo method, Dissertations -- Applied mathematics, Theses -- Applied mathematics, Space vehicles -- Propulsion systems -- Mathematical models, UCTD