Numerical Simulations of the Sloshing Behavior in Aircraft Hydrogen Tanks for Different Flight Maneuvers

Dieses Kapitel befasst sich mit numerischen Simulationen des Schwappverhaltens in Wasserstofftanks von Flugzeugen und konzentriert sich auf die Auswirkungen verschiedener Flugmanöver, Füllstände und Schallwandkonstruktionen. Die Studie untersucht drei primäre Lastfälle: Abgebrochene Starts, Pull-up- und Push-down-Manöver und seitliche Böen. Zu den wichtigsten Ergebnissen zählen die signifikante Reduzierung der Kraftamplituden bei Schallwänden, die erhöhte Schwingungsfrequenz durch Anti-Schwappen-Geräte und der kritische Einfluss der Anregung in der Nähe der Eigenfrequenz des Tanks auf die Schwingungsdynamik. Die Forschung zeigt, dass Schallwände die Amplitude der Kräfte drastisch verringern und die Frequenz freier Schwingungen erhöhen, wobei minimale Unterschiede zwischen den beiden untersuchten Schallwandkonstruktionen bestehen. Darüber hinaus sind die Geschichte der Schwappbewegungen und die Nähe der Anregungsfrequenzen zur Eigenfrequenz des Beckens entscheidende Faktoren für die Bestimmung der Schwere der Schwappeffekte. Die Schlussfolgerungen betonen die Bedeutung weiterer Untersuchungen zur Rückkopplung bewegter flüssiger Masse auf die Stabilität von Flugzeugen, insbesondere unter seitlichen Böen.