The Design of Composite LH2 Tank for Aircraft Operations
Uçak Operasyonları için Kompozit LH2 Tankı Tasarımı
- Tez No: 966405
- Danışmanlar: DR. IOANNİS GİANNOPOULOS
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Havacılık ve Uzay Mühendisliği, Uçak Mühendisliği, Aeronautical Engineering
- Anahtar Kelimeler: Hidrojen depolama, ABAQUS, kriyojenik tank, termal genleşme, ısı transferi, Hydrogen storage, ABAQUS, cryogenic tank, thermal expansion, heat transfer
- Yıl: 2020
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Cranfield University
- Enstitü: Yurtdışı Enstitü
- Ana Bilim Dalı: Havacılık ve Uzay Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Uçak Mühendisligi Bilim Dalı
- Sayfa Sayısı: 120
Özet
Bu Bireysel Araştırma Projesinin başlıca amacı, uçak operasyonları için kompozit kriyojenik sıvı hidrojen tankının tasarımı olmuştur. Bu çalışma, uçakların termodinamik olarak kerosen gibi konvansiyonel yakıtlardan daha yüksek enerji içeriğine sahip kriyojenik sıvı hidrojeni depolamasına olanak tanımakla kalmayıp, aynı zamanda uçaklardan kaynaklanan zararlı emisyonları da önemli ölçüde ortadan kaldırmaktadır. Sonuç olarak, bu teknoloji sayesinde geleceğin uçakları çok daha çevreci bir nitelik kazanmaktadır. Bu amaç, gelişmiş kompozit malzemeler, güvenilir tank yapısı ile model verimliliğini inceleyen detaylı mühendislik çizimleri ve sayısal simülasyonlar gibi farklı yöntem ve yaklaşımlarla gerçekleştirilmektedir. Tez, öncelikle hidrojenin farklı depolama mekanizmaları, kriyojenik depolama tanklarında kullanılan malzemeler ve havacılık araçlarındaki önceki uygulamaları kapsayan kapsamlı bir literatür taramasıyla başlamaktadır. Ardından, teorik hesaplamalar eşliğinde çeşitli kavramsal tank konfigürasyonları incelenmektedir. Bunu, ön tasarım çalışmaları ile termal ve mekanik analizler izlemektedir. Söz konusu simülasyonlar; ısı transferi, iç basıncın, sıcaklık değişiminin ve tank üzerine etki eden diğer yüklerin neden olduğu gerilme, şekil değiştirme ve yer değiştirme gibi temel hususları analiz etmektedir. Genel olarak, sıvı hidrojen depolayan basınçlı tank tasarımında düşük buharlaşma kaybı oranı (boil-off) gibi kritik gereksinimler karşılanmaktadır. Ayrıca tank yapısının geleceğin uçak tasarım eğilimlerine uygun, güvenilir ve optimize edilmiş bir yapıya kavuşması için çok sayıda simülasyon gerçekleştirilmektedir.
Özet (Çeviri)
Over the course of this Individual Research Project, the main target paid much attention is to design a composite cryogenic liquid hydrogen tank for aircraft operations. This study enables not only that aeroplanes accommodate liquid hydrogen which thermodynamically contains more energy than conventional fuels like kerosene, but also that hazardous emissions released by aircraft are significantly eliminated. As a result, future aircraft can become much more environmentally friendly thanks to this technology. This aim can be achieved by a variety of methods, different approaches and practices such as advanced composite materials, reliable tank structure and diverse drawings and simulations to examine the efficiency of the model created. The thesis initially commences with literature review consisting of varied storage mechanism of hydrogen, various materials used in the cryogenic storage tank, the previous applications in aerospace vehicles. After that, some conceptual tank configurations are studied including theoretical calculations. This is followed by preliminary design, diverse thermal and mechanical analyses. In these simulations, some key issues are considered, namely heat transfer, stresses, strain and displacement caused by internal pressure, temperature change and other loads acting on the tank. Overall, during the design of pressure vessel storing LH2, various critical requirements are mainly satisfied like low boil-off rate. Furthermore, many simulations are performed to optimize the tank structure which is reliable and relevant for the future trend of aircraft.
Benzer Tezler
- Optimum design of liquefied petroleum gas (LPG) composite cylinders by genetic algorithm research method
Genetik algoritma araştırma yöntemi ile sıvılaştırılmış petrol gazı (LPG) kompozit tüplerinin optimum tasarımı
BRAHIM MOUCHANE
Yüksek Lisans
İngilizce
2024
Makine MühendisliğiAltınbaş ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Assoc. Prof. Dr. SÜLEYMAN BAŞTÜRK
- Elektromanyetik dalga soğurma özelliğine sahip katmanlı kompozit malzeme geliştirilmesi
Development of multilayer composite material for electromagnetic wave absorption
ZAFER YÜCEL
Doktora
Türkçe
2023
Elektrik ve Elektronik MühendisliğiKocaeli ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. TAMER SINMAZÇELİK
- Kompozit elemanların tasarımı ve mevcut betonarme yapıların kapasitelerinin belirlenmesi ve güçlendirilmesi
Design of composite members and evaluation and retrofit of existing concrete buildings
HÜSEYİN KUZU
Yüksek Lisans
Türkçe
2009
İnşaat MühendisliğiDokuz Eylül Üniversitesiİnşaat Mühendisliği Bölümü
DOÇ. DR. MEHMET EMİN KURAL
- Balistik darbe tehdidine karşı uçak kompozit yapısallarının tasarımı
Design of aircraft composite structures against ballisticimpact threats
MEHMET BARTU ÜNAL
Yüksek Lisans
Türkçe
2024
Makine MühendisliğiTOBB Ekonomi ve Teknoloji ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ERDEM ACAR
- Çok katlı bir binanın çelik ve kompozit çözümlerinin karşılaştırılması
Başlık çevirisi yok
İBRAHİM VEFA TOKER