• 대한기계학회논문집B
• /
• 제26권8호
• /
• pp.1153-1163
• /
• 2002

A transient analysis on temperatures of fuel and oil in hydraulic and lubrication systems in an aircraft was studied using the finite difference method. Numerical calculation was performed by an explicit method with modified Dufort-Frankel scheme. Among various missions, air superiority mission was considered as a mission model with 20% hot day ambient condition in subsonic region. The ambience of the aircraft was assumed as turbulent flow. Convective heat transfer coefficient were used in calculating heat transfer between the aircraft surface and the ambience. For an aircraft on the ground, an empirical equation represented as a function of free-stream air velocity was used. And the heat transfer coefficient for flat plate turbulent flow suggested by Eckert was employed for in-flight phases. The governing equations used in this analysis are the mass and energy conservation equations on fuel and oils. Here, analysis of fuel and oil temperature in the engine was not carried out. As a result of this analysis, the ground operation phase has shown the highest temperature and the largest rate of temperature increase among overall mission phases. Also, it is shown that fuel flow rate through fuel/oil heat exchanger plays an important role in temperature change of fuel and oil. This analysis could be an important part of studies to ensure thermal stability of the aircraft and can be applicable to thermal design of the aircraft fuel system.

• 에너지공학
• /
• 제12권1호
• /
• pp.11-16
• /
• 2003

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.

• 한국항공우주학회지
• /
• 제31권1호
• /
• pp.73-84
• /
• 2003

항공기내 연료온도의 변화가 유한차분식에 의하여 해석되었다. 항공기의 여러 임무 가운데 근접항공지원 임무가 20% hot day 외부대기 조건과 함께 이음속 영역에서 고려되었다. 수정 Dufort-Frankel기법의 explicit방법에 의해 수치계산이 수행되었다. 항공기는 난류유동장내에 있는 것으로 가정되었다. 추가 연료공급-회송 개념을 갖는 항공기 연료시스템 모델이 고려되었다. 본 해석의 결과로써, 추가연료 공급이 증가함에 따라 연료탱크의 온도는 상승함을 보인 반면, 엔진 입구에서의 연료온도는 몇몇 비행단계 및 엔진 연료요구량이 많은 구간을 제외하고는 감소함을 보였다. 본 해석으로부터, 추가 연료공급-회송개념을 사용한 연료시스템이 엔진입구 연료온도를 낮추기 위한 효과적인 방법임을 나타났다. 또한, 연료/오일 열교환기로 흐르는 연료유동량이 연료온도 변화에 중요한 인자임이 밝혀졌다.

• International Journal of Aeronautical and Space Sciences
• /
• 제12권4호
• /
• pp.379-384
• /
• 2011

This paper performs numerical prediction of fuel temperature in the fuel tanks of unmanned air vehicles for both ground static non-operating and in flight transient conditions. The calculation is carried out using a modified Dufort-Frankel scheme. For this calculation, it is assumed that a non-operating vehicle on the ground is subjected to repeating daily cycles of ambient temperature with solar radiation and wind under 1%, with a 20% probability of hot day conditions. The energy conservation equation is used as the governing equation to calculate heat transfer between the fuel tank surface and the ambient environment. Results of the present analysis may be used as the estimated initial values of fuel temperatures in a vehicle's fuel tank for the purpose of analyzing transient fuel temperatures during various flight missions. This research also demonstrates that the fuel temperature of the front tank is higher than that of the rear tank, and that the difference between the two temperatures increases in the later phases of flight due to the consumption of fuel.