Beitrag zur Optimierung von Wasserstoffdruckbehältern: Thermische und geometrische Optimierung für die automobile Anwendung

فیلیپ آندریاس روزن رویکردهای بهینه سازی سیستم های ذخیره سازی گاز هیدروژن را برای کاربردهای خودرو بررسی می کند. او بهینه سازی هندسه ذخیره سازی و خواص حرارتی مواد سیلندر را در پیش زمینه قرار می دهد. بهینه‌سازی هندسه به دو جنبه اصلی تقسیم می‌شود: از یک سو، نویسنده فرم ذخیره‌سازی معمولی و استوانه‌ای را با یک مدل 1 بعدی ارزیابی می‌کند. از طرفی هندسه های مختلف ذخیره سازی را بررسی می کند. او سپس دو فرم مورد علاقه را برای تجزیه و تحلیل در شبیه سازی FEM سازگار با CFRP ترسیم می کند. برای بهینه سازی حرارتی، نویسنده به طور خاص به محفظه داخلی مخزن (لاینر) با هدف انتقال بهتر گرما از سیلندر به بیرون نگاه می کند. او برای این کار مواد لاینر را با پرکننده ها در سطوح مختلف پرکننده مخلوط کرده و خواص حرارتی و مکانیکی آنها را بررسی می کند. خواص مواد حرارتی تعیین شده در نهایت در شبیه‌سازی‌های CFD برای ارزیابی پتانسیل سیلندرهای نوع IV تقویت‌شده حرارتی (نوع IV پیشرفته) استفاده می‌شود.

نویسنده
< /p>

فیلیپ آندریاس روزن یک مهندس توسعه در زمینه سیستم‌های ذخیره‌سازی گاز CNG و هیدروژن است.

Philipp Andreas Rosen untersucht Ansätze zur Optimierung von Wasserstoffdruckgasspeichern für die automotive Anwendung. In den Vordergrund stellt er die Optimierung der Speichergeometrie und die thermischen Eigenschaften des Zylindermaterials. Die Geometrieoptimierung gliedert sich in zwei Hauptaspekte: Zum einen bewertet der Autor die konventionelle, zylindrische Speicherform mit einem 1D-Modell. Zum anderen untersucht er verschiedene Speicher­geometrien. Zwei favorisierte Formen bildet er anschließend zur Analyse in CFK-gerechten FEM-Simulationen ab. Zur thermischen Optimierung betrachtet der Autor insbesondere den Tankinnenbehälter (Liner) mit dem Ziel, Wärme aus dem Zylinder besser nach außen zu transportieren. Dazu versetzt er Linermaterialien mit Füllstoffen in unterschiedlichen Füllgraden und untersucht deren thermische sowie mechanische Eigenschaften. Die ermittelten thermischen Materialeigenschaften werden abschließend in CFD-Simulationen verwendet, um das Potenzial von thermisch verbesserten Typ IV-Zylindern (Typ IV advanced) zu bewerten.

Der Autor

Philipp Andreas Rosen ist Entwicklungsingenieur im Bereich Gasspeichersysteme für CNG und Wasserstoff.