קירור קריוגני המוגדר כקירור התקנים שונים לטמפרטורה מתחת ל-120 K, נדרש במגוון רחב של יישומים טכנולוגיים. כאשר היישום העיקרי נשאר במשך השנים קירור גלאי אינפרא אדום (IR) לטמפרטורות אופייניות של 65K-130K לשימושים צבאיים שונים. מערכת קירור מבוססת עיקרון ג`אול ;תומסון (JT) היא אחת השיטות לקירור הרכיבים השונים. בשיטה זו, קרר, בדרך כלל חנקן, מתפשט מלחץ גבוה ללחץ אטמוספרי דרך נחיר בתהליך איזנטלפי. בדרך כלל המערכת כוללת מיכל בנפח ולחץ נתונים, מחליף חום שבו זורם החנקן בספיקה נתונה והמאייד. הגז הקר שחוזר מהמאייד מקרר את הגז הדחוס ובכך מתקבל קירור יעיל יותר עד לקבלת חנקן מנוזל במאייד. טיב של מקרר JT נמדד ע"י שתי תכונות: משך הזמן שלוקח למקרר להגיע למצב מתמיד (Cool down time) ומשך הזמן שמקרר מסוגל לעבוד עם כמות גז נתונה (Cooling duration time). בעבודה זו מוצגת סימולציה שפיתחנו עבור מקרר JT בסיסי. ניסחנו את הבעיה התרמודינמית התלויה בזמן ופתרנו אותה תוך שימוש במודלים תרמודינאמיים למערכת פתוחה. התכונות Cool down time ו-Cooling duration time התקבלו כתלות בפרמטרי התכן של המערכת. הסימולציה כוילה ע"י השוואה לתוצאות ניסיוניות ונמצא שקיימת התאמה טובה בין תוצאות הסימולציה לבין תוצאות ניסיוניות. לאחר מכן בעזרת הסימולציה נבדקה רגישות של מערכת קירור אמיתית לשינויים של הפרמטרים השונים הנובעים מטולרנסים בייצור. לצורך כך השתמשנו בתוכנת Mode Frontier שמהווה פלטפורמה לבצע אופטימיזציה ובדיקות רגישות. נותחו שינויי תכונות Cool down time ו-Cooling duration time כתלות בשינוי לחץ, נפח המיכל או ספיקת המקרר. בין היתר, נמצא כי הפרמטר המשפיע ביותר על Cool down time היא ספיקת המקרר ואילו הפרמטר המשפיע ביותר על Cooling duration time הוא לחץ מילוי של המיכל.
