A Numerical Analysis on Transient Fuel temperatures in a Military Aircraft under Non-operating Ground Static Condition

A numerical study was performed on the transient fuel temperatures of a military aircraft stationed under non-operating static condition. Numerical calculation was peformed by an explicit method using modified Dufort-Frankel scheme. It was assumed that the non-operating aircraft is subjected to repeated daily cycles of air temperature with the solar radiation and wind speed corresponding to the 1 % hot day ambient condition. And, the aircraft was assumed to be in turbulent flow. The convective heat transfer coefficient for turbulent flow on the flat plate suggested by Eckert was employed to calculate heat transfer between the aircraft surface and the ambience. The energy conservation equation on fuel was used as governing equation for this analysis. As a result of this analysis, the wing tank temperature showed the highest temperature and the largest rate of temperature changes among fuel tanks. The results of this analysis could be used as initial foe] temperatures for analysis of the transient fuel temperatures in various flight missions. Also, this analysis method could be used to analysis and design of an aircraft thermal energy management system.

지상 정적 상태에서의 항공기내 연료온도변화에 대한 수치해석

지상 정적 상태에 있는 항공기내 연료온도의 변화가 유한차분식에 의하여 해석되었다. 수정 Dufort-Frankel 기법의 explicit 방법에 의해 수치계산이 수행되었다. 항공기는 지상 정적상태에서 1% hot day 대기조건에 따른 태양의 복사 및 바람의 속도와 함께 반복되는 일일주기의 공기온도에 노출되어 있다고 가정되었다. 항공기는 난류유동장내에 있는 것으로 가정되었다. 항공기 표면과 외부대기사이의 열전달을 계산하기 위하여 Eckert에 의해 제안된 평판위의 난류 열전달계수가 사용되었다. 본 해석에 사용된 지배방정식은 연료에 대한 에너지방정식이다. 본 해석으로부터, 주익탱크의 연료온도가 다른 탱크들 가운데 가장 높게 나타났으며 온도변화율 또한 가장 크게 나타났다. 본 온도해석에 대한 결과는 여러 비행임무에 있어서 항공기내의 연료온도 변화 해석을 위한 초기치로서 사용될 수 있다. 또한, 본 해석방법은 항공기 열에너지 관리시스템의 해석 및 설계에 사용될 수 있다.