Gas Phase Thermal Stratification of a Cryogenic Rocket Tank and Transfer into a Thermal Mathematical Surrogate Model

Kurzfassung

Das Thermalmanagement kryogener Treibstoffe stellt eine entscheidende Herausforderung beim Design und Betrieb von Trägersystemen dar. Eine genaue Vorhersage des thermodynamischen Zustands im Tank, insbesondere der thermischen Schichtung der Gasphase (Ullage), ist unerlässlich, um den Missionserfolg sicherzustellen. Hochpräzise mehrphasige CFD-Simulationen (Computational Fluid Dynamics) sind sehr rechnerintensiv, was sie für schnelle Entwurfsiterationen auf Systemebene und umfassende Missionsanalysen unpraktisch macht. Mit der Unterstützung von 1D-Modellen und der Entwicklung eines Surrogate Models wurde ein neurales Netzwerk entwickelt mit dem das transiente Temperaturverhalten im Tank vorhergesagt werden kann.