Simulationsmethoden für Kühlsysteme von Flying Fuel Cell Antriebssystemen

SimFlyFC

SimFlyFC
Visualisierung eines Wärmetauschers innerhalb eines RamAir-Konzepts; integriert unter dem Rumpf eines potentiellen Flugzeugs (Dornier Do228).

In dem vom Bundesministerium für Wirtschaft und Klimaschutz (BMWK) geförderten Verbundvorhaben SimFlyFC arbeiten Forschung und Industrie gemeinsam an der Entwicklung und Erprobung effizienter Prozesse für Brennstoffzellen-Flugantriebe. Ein besonderer Fokus liegt auf der Weiterentwicklung von Simulationsmethoden für RamAir (Stauluft)-Kühlsysteme in Flying Fuel Cell (FFC)-Antrieben. 

Das DLR-Institut für Aerodynamik und Strömungstechnik analysiert dabei auf Basis des hochgenauen Strömungssimulationsverfahrens DLR-TAU FFC-Kühlsysteme unter aerodynamischen Gesichtspunkten. Im Fokus stehen dabei: Einlauf, Zuströmkanal zum Wärmetauscher, Wärmetauscher und Auslasskontur mit Auslassdüse. Hierfür erarbeiten die Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler zunächst die numerischen Randbedingungen für die korrekte Simulation der Wärmetauschereffekte auf die Strömung (Richtwirkung, Wärmeeintrag, Druckverluste).

Im Projektverlauf soll ein aufwendiges Windkanalmodell mit integriertem Wärmetauscher für Messungen im Niedergeschwindigkeits-Windkanal Braunschweig (DNW-NWB) entwickelt werden. SimFlyFC schafft damit das Fundament und die Validierungsmethoden, um beispielsweise Wärmetauscherkonzepte für das DLR-Forschungsflugzeug Do228 zuzulassen und zukünftig im Flugversuch untersuchen zu können. Die Messdaten, die während der Windkanalversuche gewonnen werden, bilden die Basis für eine intensive Validierung und Verifikation der Auslegungs- und Analyseverfahren. Ziel ist die Schaffung einer bisher nicht verfügbaren, simulationsbasierten Optimierungsfähigkeit von Brennstoffzellen-Systemarchitekturen. So können auf industrieller Ebene FFC-Architekturen bereits früh analysiert und damit der Entwicklungsprozess eines FFC-Systems zielgerichteter und in deutlich kürzerer Zeit durchlaufen werden.

Projekt
SimFlyFC - Weiterentwicklung der Simulationsmethoden und -tools für Flying Fuel Cell Antriebssysteme und deren Komponenten
Laufzeit
7/2024 - 9/2027
Partner
  • MTU Aero Engines (Verbundleiter)
  • DLR-Institut für Aerodynamik und Strömungstechnik
  • DLR-Institut für Aeroelastik
  • DLR-Institut für Flugsystemtechnik
  • DLR-Institut für Systemleichtbau
  • DLR-Institut für Softwaremethoden zur Produkt-Virtualisierung
  • DLR-Institut für Physik der Atmosphäre
  • Virtual Product House (VPH)
  • DNW - German-Dutch Wind Tunnels
Fördergeber
Bundesministerium für Wirtschaft und Klimaschutz (BMWK), Luftfahrtforschungsprogramm (LuFo), Förderkennzeichen 20M2235B

Kontakt

Institut für Aerodynamik und Strömungstechnik