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Functional and thermal 1D modeling of a reusable LH2-tank using EcosimPro/ESPSS and comparison to CFD results

Opp, Lukas und Scheufler, Henning und Stief, Malte und Gerstmann, Jens (2022) Functional and thermal 1D modeling of a reusable LH2-tank using EcosimPro/ESPSS and comparison to CFD results. 8th Space Propulsion Conference, 2022-05-09 - 2022-05-13, Estoril, Portugal.

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Kurzfassung

The CALLISTO reusable vertical take-off and vertical landing prototype vehicle (VTVL) is a joint project between CNES, DLR and JAXA. In order to analyze the operational processes and thermal behavior at a system level within the scope of the liquid hydrogen tank of the CALLISTO vehicle, a 1D thermal and hydraulic model of the LH2 tank has been developed which is taking the thermal environment of the mission into account. The model features the capability to simulate the entire mission from initial tank chill down, propellant loading, boil-off venting and pressurization to postflight residual propellant venting. This way the required propellant mass, boil-off rates and heat fluxes to the structure can be evaluated and their impact on the overall mission can be analyzed. In order to correlate the effect of external forces on propellant sloshing but also to predict the pressurant budget and thermal residuals, data from dedicated CFD simulations has been used. The combination of multiple tools enables a more detailed understanding of all effects that have an impact on thermal and hydraulic behavior of the LH2 tank system during the mission. This paper compares both approaches, shows the advantages each has and their limits.

elib-URL des Eintrags:https://elib.dlr.de/187031/
Dokumentart:Konferenzbeitrag (Vortrag)
Titel:Functional and thermal 1D modeling of a reusable LH2-tank using EcosimPro/ESPSS and comparison to CFD results
Autoren:
AutorenInstitution oder E-Mail-AdresseAutoren-ORCID-iDORCID Put Code
Opp, LukasLukas.Opp (at) dlr.dehttps://orcid.org/0000-0002-6791-4267133864583
Scheufler, HenningHenning.Scheufler (at) dlr.dehttps://orcid.org/0000-0003-1578-9772NICHT SPEZIFIZIERT
Stief, MalteMalte.Stief (at) dlr.dehttps://orcid.org/0000-0002-8371-4054NICHT SPEZIFIZIERT
Gerstmann, JensJens.Gerstmann (at) dlr.deNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Datum:11 Mai 2022
Referierte Publikation:Nein
Open Access:Ja
Gold Open Access:Nein
In SCOPUS:Nein
In ISI Web of Science:Nein
Status:veröffentlicht
Stichwörter:propellant management, CALLISTO, liquid hydrogen, tank, reusability, thermal, functional, 1D modelling, CFD
Veranstaltungstitel:8th Space Propulsion Conference
Veranstaltungsort:Estoril, Portugal
Veranstaltungsart:internationale Konferenz
Veranstaltungsbeginn:9 Mai 2022
Veranstaltungsende:13 Mai 2022
Veranstalter :3AF
HGF - Forschungsbereich:Luftfahrt, Raumfahrt und Verkehr
HGF - Programm:Raumfahrt
HGF - Programmthema:Raumtransport
DLR - Schwerpunkt:Raumfahrt
DLR - Forschungsgebiet:R RP - Raumtransport
DLR - Teilgebiet (Projekt, Vorhaben):R - Projekt CALLISTO [RP]
Standort: Bremen
Institute & Einrichtungen:Institut für Raumfahrtsysteme > Transport- und Antriebssysteme
Hinterlegt von: Opp, Lukas
Hinterlegt am:27 Jun 2022 11:44
Letzte Änderung:24 Apr 2024 20:48

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