RefereraExporteraLink to record
Permanent link

Direct link
Referera
Referensformat
  • apa
  • ieee
  • modern-language-association-8th-edition
  • vancouver
  • Annet format
Fler format
Språk
  • de-DE
  • en-GB
  • en-US
  • fi-FI
  • nn-NO
  • nn-NB
  • sv-SE
  • Annet språk
Fler språk
Utmatningsformat
  • html
  • text
  • asciidoc
  • rtf
Modelling of Sloshing Dynamics for AOCS Simulation
KTH, Skolan för elektroteknik och datavetenskap (EECS).
2025 (engelsk)Independent thesis Advanced level (degree of Master (Two Years)), 20 poäng / 30 hpOppgaveAlternativ tittel
Modellering av sloschdynamik för AOCS-simulering (svensk)
Abstract [en]

As space missions impose increasingly strict requirements on spacecraft attitude control and maneuverability, shaping an accurate yet efficient model of propellant sloshing becomes essential. Such model not only support advanced control strategies but also enhance mission safety and reusability. This work adopts a mechanical- equivalent approach that reproduces key physical behavior as effective inertia, slosh modes, and mass displacement, while maintaining computational efficiency. The model is implemented in Simulink for direct integration with the Attitude and Orbit Control System (AOCS). Firstly, a complete parameter set is derived as a function of fill ratio for representative tanks in both low-g and high-g conditions. Then, a modular structure is introduced, using the Bond number (Bo) as the switching condition between regimes. Three configurations are addressed: stable high-g (Mode 1), stable low-g (Mode 2), and a transitory state (Mode 3), with a mixed regime spanning the transition between capillarity- and gravity-dominated behavior. New formulations for Modes 2 and 3 are developed, and their parameters are characterized. Finally,the coupled interaction between sloshing and spacecraft dynamics is analyzed, and the general model applicable across mission phases, tank geometries, and fluid types is provided.

Abstract [sv]

När många rymduppdrag ställer allt högre krav på rymdfarkosters attityd- och manöverkontroll blir det avgörande att utveckla en modell av drivmedelssvängningar i tankar som är både noggrann och beräkningseffektiv. En sådan modell möjliggör inte bara avancerade styrstrategier utan bidrar också till ökad säkerhet och återanvändbarhet. I detta arbete används en mekaniskt ekvivalent metod som återger centrala fysikaliska egenskaper – såsom effektiv tröghet, svängningsmoder och massförskjutning – med bibehållen beräkningseffektivitet. Modellen implementeras i Simulink för direkt integration i Attitude and Orbit Control System (AOCS). En fullständig parameteruppsättning härleds som funktion av fyllnadsgrad för representativa tankar under både låg-g- och hög-g-förhållanden. Därefter introduceras en modulär struktur där Bond-talet (Bo) används som kriterium för övergång mellan olika regimer. Tre konfigurationer behandlas: stabil hög-g (Mode 1), stabil låg-g (Mode 2) och ett övergångstillstånd (Mode 3), samt ett blandat tillstånd som beskriver skiftet mellan kapillär- och gravitationsdominerat beteende. Nya formuleringar för Mode 2 och Mode 3 utvecklas och deras parametrar bestäms. Slutligen analyseras den kopplade dynamiken mellan svängningar och rymdfarkostens rörelser, och en generell modell presenteras som kan tillämpas på olika uppdragsfaser, tankgeometrier och vätskor.

sted, utgiver, år, opplag, sider
2025. , s. 88
Serie
TRITA-EECS-EX ; 2025:953
Emneord [en]
Slosh, Sloshing model, Attitude and orbit control system, spacecraft dynamics coupling
Emneord [sv]
Slosh, Sloshingmoder, Attityd- och omloppskontrollsystem, dynamisk koppling
HSV kategori
Identifikatorer
URN: urn:nbn:se:kth:diva-377036OAI: oai:DiVA.org:kth-377036DiVA, id: diva2:2040498
Eksternt samarbeid
OHB-Sweden
Utdanningsprogram
Master of Science - Aerospace Engineering
Veileder
Examiner
Tilgjengelig fra: 2026-03-03 Laget: 2026-02-20 Sist oppdatert: 2026-03-03bibliografisk kontrollert

Open Access i DiVA

fulltext(1713 kB)50 nedlastinger
Filinformasjon
Fil FULLTEXT01.pdfFilstørrelse 1713 kBChecksum SHA-512
47f8e15a07a491a3c8dee6e1b66b6d2fccb95da22f662da4717182d9f45d1a8596bffd5eeb58b5a0e8324b8881c316754db8c34192cccceaf39641baa31bc0a3
Type fulltextMimetype application/pdf

Av organisasjonen

Søk utenfor DiVA

GoogleGoogle Scholar
Antall nedlastinger er summen av alle nedlastinger av alle fulltekster. Det kan for eksempel være tidligere versjoner som er ikke lenger tilgjengelige

urn-nbn

Altmetric

urn-nbn
Totalt: 2849 treff
RefereraExporteraLink to record
Permanent link

Direct link
Referera
Referensformat
  • apa
  • ieee
  • modern-language-association-8th-edition
  • vancouver
  • Annet format
Fler format
Språk
  • de-DE
  • en-GB
  • en-US
  • fi-FI
  • nn-NO
  • nn-NB
  • sv-SE
  • Annet språk
Fler språk
Utmatningsformat
  • html
  • text
  • asciidoc
  • rtf