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Kit de herramientas de ingeniería de propulsión por electrospray (ESPET)

Autores: Peter, Benjamin St.; Dressler, Rainer A.; Chiu, Yu-hui; Fedkiw, Timothy

Idioma: Inglés

Editor: MDPI

Año: 2020

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Acceso abierto

Artículo científico
2020

Kit de herramientas de ingeniería de propulsión por electrospray (ESPET)


Categoría

Ingeniería y Tecnología

Subcategoría

Ingeniería Aeroespacial

Palabras clave

Desarrollo
Herramienta de software
Kit de herramientas de ingeniería de propulsión por electrospray
ESPET
Propiedades microfluídicas
Modelos de escalado electrohidrodinámico

Licencia

CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual

Consultas: 15

Citaciones: Sin citaciones


Descripción
Informamos sobre el desarrollo de una herramienta de software, el Kit de Herramientas de Ingeniería de Propulsión por Electrospray (ESPET), que actualmente se comparte como una aplicación web con el propósito de acelerar el desarrollo de arreglos de propulsores por electrospray para la propulsión espacial. ESPET puede considerarse como una base de datos de propiedades microfluídicas y modelos de escalado electrohidrodinámico que se combinan en una herramienta de estimación de rendimiento. El modelo multiescala integra la caracterización experimental de física de alto nivel de componentes microfluídicos en una solución de rendimiento de red microfluídica de propulsión por electrospray (ESP). ESPET adopta un enfoque de modelo de ingeniería que descompone el sistema ESP en múltiples componentes o dominios microfluídicos que pueden describirse mediante soluciones microfluídicas analíticas o numéricas de orden reducido. ESPET se puede dividir en tres partes: una base de datos central de propiedades microfluídicas críticas, un modelador de dominio microfluídico y un solucionador de red microfluídica. Existen dos opciones para la solución de la red, un solucionador detallado de múltiples dominios y un QuickSolver diseñado para el diseño y prueba rápida de arreglos simples de tres dominios de reservorio-alimentador-emisor. El solucionador de red de múltiples dominios explota la analogía de Hagen-Poiseuille/ley de Ohm utilizando el software de simulación de circuitos eléctricos SPICE (Programa de Simulación con Énfasis en Circuitos Integrados) disponible públicamente para resolver las propiedades de flujo de la red microfluídica. Tanto las soluciones de múltiples dominios como el QuickSolver ofrecen análisis de Monte Carlo de arreglos basados en tolerancias suministradas por el usuario sobre los parámetros de diseño. Se proporcionan ejemplos de demostración de referencia para trabajos experimentales en la literatura, así como trabajos experimentales recientes realizados en Busek Co. Los ejemplos de demostración incluyen sistemas propulsados por líquidos iónicos utilizando emisores capilares activos y pasivos, agujas de emisor húmedas externamente y emisores de vidrio poroso, así como un sistema de metal líquido basado en una aguja de emisor húmeda externamente.

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