Journal of Aerospace System Engineering (항공우주시스템공학회지)

The Society for Aerospace System Engineering (항공우주시스템공학회)
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Optimal Design of Graphite Sheet based Cryogenic Cooler Thermal Control System using Veritrek Software

Veritrek 소프트웨어를 활용한 그라파이트시트 기반 극저온 냉각기 열 제어 시스템 최적설계

  • 채봉건 ((주)스텝랩) ;
  • 김혜인 ((주)스텝랩) ;
  • 오현웅 (한국항공대학교 항공우주 및 기계시스템공학과)
  • Received : 2023.10.10
  • Accepted : 2024.02.14
  • Published : 2024.04.30
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Abstract

During the initial thermal design process, determining the thermal effect of various design variables in a complex orbital thermal environment is time-consuming. To save time in the initial design phase, it is necessary to quickly derive optimal design parameters and predict the temperature. To address these challenges, Veritrek, a software specialized in optimal design using a reduced-order model (ROM), was released in 2018. In this paper, we utilized the Veritrek software to build a reduced-order model, conduct sensitivity analysis, and perform optimal design analysis for a graphite sheet-based cryogenic cooler thermal control system. The goal was to determine the optimal design values for the number of graphite sheet layers, radiator area, and thickness that would meet the allowable temperature of the cryogenic cooler.

초기 열설계 과정의 경우 복잡한 궤도 열 환경 조건에서 다양한 설계 변수에 따른 열적 영향성 판단을 해야 하므로, 열 설계/분석에 많은 시간이 소요된다. 따라서, 초기 설계 단계에서 시간을 효율적으로 단축시키기 위해서는 최적의 설계 변수 도출과 이에 따른 온도 예측이 신속히 이루어져야 한다. 상기 문제점에 기인하여 차수축소모델을 활용한 최적 설계 전문 소프트웨어인 Veritrek이 2018년에 출시되었다. 본 논문에서는 Veritrek 소프트웨어를 활용하여 그라파이트시트 기반 냉각기 열 제어 시스템에 대해 차수축소모델 구축과 민감도 분석, 최적 설계 분석을 수행하여 냉각기의 허용온도를 만족할 수 있는 그라파이트시트의 적층 수, 방열판 면적 및 두께에 대한 최적설계 수치를 도출하였다.

Keywords

Acknowledgement

본 연구는 한국항공대학교의 재원으로 2023교비학술연구(신진연구)의 지원을 받아 수행된 연구임.

References

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