본 논문에서는 궤도 내 저온 추진제 관리에서 열역학 배기 시스템(thermodynamic venting system, TVS)의 구성 및 작동 원리를 소개한다. VOF 모델을 기반으로 사용자 정의 프로그램을 작성하여 탱크 내 존재하는 열질 전달 현상을 고려하고, CFD 시뮬레이션을 통해 탱크 내부의 압력 변화와 온도 분포를 모사했다. 구축된 CFD 모델은 TVS의 작동 특성을 잘 모사할 수 있어 CFD 연구의 유효성을 입증하였다. 초기 액체 충전률, 스로틀 조건 등 다양한 영향 요인을 고려한 변동 작업 조건 시뮬레이션을 수행하여 TVS 작동 규칙을 밝혀냈다. 미세중력 환경에서 TVS의 압력 제어 성능을 계산하여 미세중력 환경에서의 실현 가능성을 검증하고 운전 규칙을 도출하였다.

저온 추진제;압력 제어;CFD 시뮬레이션;미세중력