Nakulek - Modellbasierte Auslegung und Analyse einer Naturumlaufkühlung für Flugzeugsysteme

Im Luftfahrtforschungsvorhaben NAKULEK (LUVO V-2) wurde ein neuartiges innovatives Kühlsystem für konzentrierte Wärmelasten in Verkehrsflugzeugen erforscht. Der Fokus lag dabei auf der Kühlung von Leistungselektronik mit Hilfe von Naturumläufen und Phasenwechselmaterialen. Die XRG Simulation GmbH optimierte die Entwicklung dieser Technologien mit dem Einsatz neuster modellbasierter Methoden.

Simulationen wurden dafür eingesetzt, den Systementwurf insbesondere unter Berücksichtigung von Flugbewegungen zu optimieren sowie die Entwicklung einzelner Komponenten voranzutreiben. Der synchronisierte Entwurf von Systemen und deren Komponenten ermöglichte eine optimale Gesamtsystementwicklung bezüglich Masse, Leistungsbedarf aerodynamischen Widerstands und Bauraum. Für die Systemsimulation sind neue Modellbibliotheken erstellt worden. Insbesondere die numerisch robuste Modellierung von Kältemitteln stellte eine wesentliche Weiterentwicklung für die Systemsimulation von Naturumläufen dar. Im Fokus der Modellierung des Komponentenverhaltens stand die Erarbeitung von Konzepten zur Untersuchung von Verdampfung/Kondensation mit CFD-Simulationen. Mit den neu entwickelten Modellierungsansätzen wurden neue Möglichkeiten zur Untersuchung von zweiphasigen Strömungen geschaffen.

Partner

In diesem Forschungsvorhaben arbeitete XRG Simulation mit dem Zentrum für angewandte Luftfahrtforschung (kurz: ZAL)  und dem Institute für Technische Thermodynamik der Technischen Universität Hamburg-Harburg zusammen

Forschungsförderung

Dieses Forschungsvorhaben mit dem Förderkennzeichen 20Q1519B wurde gefördert durch das 5. Luftfahrtforschungsprogramm des Bundesministerium für Wirtschaft und Energie und lief bis zum 30.06.2020.