Einleitung
NASA hat die für die Analyse von Antriebssystemen eingesetzte Software Chemical Equilibrium with Applications (CEA) modernisiert und die Version CEA v3 entwickelt. Im Rahmen der NESC-Aktivität TI-22-01730 wurde der alte Fortran-Code von CEA2 in ein objektorientiertes, auf Fortran 2008 basierendes Paket überführt, das aktuelle thermochemische Daten, eine erweiterte Schnittstellenunterstützung und eine einfachere Wartung bietet. Die neue Version bleibt mit älteren CEA-Eingaben kompatibel und ermöglicht zugleich die direkte Integration in Python, C, MATLAB und automatisierte Entwicklungsprozesse.
Entwicklungen
CEA v3 soll die Schwierigkeiten bei der Anpassung des 2002 veröffentlichten CEA2 an moderne technische Prozesse beheben und unterstützt Schnittstellen für Fortran, C, Python, MATLAB und Excel. Die thermodynamische Datenbank wurde um neue Kraftstoff- und Treibstoffkomponenten wie ADN, HAN, LMP-103S und n-Butanol erweitert.
Einzelheiten
Die Software unterstützt außerdem negative Reaktantenmengen, die Darstellung von RP-1, Jet-A und Kraftstoffen der JP-Reihe sowie analytische Gesamtableitungen, die für Optimierungs- und Sensitivitätsanalysen verwendet werden können.
In repräsentativen Tests dauerte eine einzelne Berechnung mit CEA v3 etwa 40 Prozent länger als mit CEA2; der absolute Unterschied pro Fall betrug jedoch nur etwa 0,004 Sekunden. Dagegen bietet die neue Architektur erhebliche Leistungsvorteile bei parametrischen Untersuchungen mit mehreren Fällen sowie bei Optimierungs- und Unsicherheitsanalysen.