模拟gust-induced晃动的油箱液氢驱动的飞机

背景

的英国航空航188金宝搏app苹果下载天技术研究所(ATI)集技术开发目标和资金研究在英国航空航天工业。188金宝搏app苹果下载它的FlyZero项目是一个整个行业共同努力开发技术解决方案的问题,氢动力飞机。188金宝搏手机端元素数字工程委托调查的问题与液体的热力学和流体动力学氢燃料当飞机在地面和飞行。

所面临的挑战

液体氢燃料必须保持在极低的温度,所以正常使用翅膀的设计方案作为氢动力飞机的油箱是不够的。相反,氢必须存储在专用的压力容器位于机身。正因为如此,作为液体的容器里的液体自由晃动响应飞机运动。这是一个已知的问题在传统的飞机,液体的运动可以对结构和力量改变飞机的重心,但对液氢燃料还有另一个更严重的问题。

与任何低温燃料、液体成分不断沸腾在反应的热力学平衡罐。这蒸发是一个问题,因为它逐渐提高坦克的压力,和是一个函数的接触自由表面的液体。晃动增加自由表面积和加速蒸发,构成潜在的危害。

解决方案

我们开发了一个计算流体动力学(CFD)油箱的模型来模拟液氢将如何应对飞机运动。CFD是numerically-intensive数学工具用来解决保护的法律适用于流体流动问题。最近的事态发展在这两个数值算法和计算能力使我们与CFD解决更加复杂的问题,包括传热的造型通过槽的结构和自由表面之间的液体和气体。最具挑战性的部分是开发和验证测试模型的状态方程控制氢的沸腾。

我们可以应用飞机运动的时间系列数据作为重心。模型响应的连续预测液体和气体的运动,和质量的气体从液体到气体状态变化。

结果

模型表明,某些极端演习离开了液氢在坦克处于分散状态,大大增加了表面积,加快蒸发率。尽管如此,我们的工作表明,坦克的pressurisation是更有可能受到其他因素的影响而不是蒸发率。本研究的发现做出了贡献的结论”低温氢燃料系统和存储的路线图“年底发表的ATI FlyZero项目。188金宝搏手机端元素数字工程正在进行研究来评估手段抑制槽中的液体运动,同时尽量减少额外的传热引起的挡板。