Skip to content Go to main navigation Go to language selector

Examensarbete 30+30hp: Aerotermisk mätning och simulering i flygplan

Location
Linköping, Sweden
Contact
Robin Mikiver
Julia Antoniades Skoog
Closing date
30 January 2021 Apply for this job!

Studie av värmeledning och värmeutbredning i flygplansskrov genom termisk simulering och validerande prov i realistisk testrigg.

Din framtida utmaning

Dagens flygplan har många interna system och apparater som värmer upp både internmiljö och skrov. Varmluft från t.ex. klimatsystem (ECS, Environmental Control System) eller hjälpsystem (APU, Auxilliary Power Unit) dumpas överbord och kan värma skrovet utifrån. Temperatur- och flödesanalyser (CFD) används som grund för att få en bild av hur värme sprider sig och för att ställa rätt krav på valda material. Viktiga delar för att bestämma värmeöverföringen mellan olika delar är att sätta rätt villkor vad gäller termiska kontaktförluster men även dissipation och värmeledningskoefficienter i varmluftsströmmar.

Kontaktförluster är osäkra och väldigt beroende av lokala omständigheter som yta, material, temperatur, tryck, mellanliggande tätning. I ett tidigare exjobb gjordes experiment på värmeledningen mellan rektangulära metallplattor med en variation av mellanliggande tätskikt. Detta gav en god indikation på att effekten av tätningsskikt är viktig för värmeledning.
 

För beräkningar av värmeledningskoefficienter och dissipationen i luftströmmar är valet av turbulensmodell och mesh-upplösning viktigt för att nå ett bra resultat till en låg beräkningskostnad. Som ett nästa steg finns nu möjlighet att mäta värmeutbredningen och värmeledningen genom en riktig avgränsad flygplansdel för att ta oss ännu ett steg närmare hur det faktiskt ser ut i  flygplanet. Målet är att våra modeller ska bli mer korrekta så att vi på ett bättre sätt i framtiden kan prediktera värmeledning i flygplansstrukturen. Med större noggrannhet i våra analyser kan högre temperaturer tillåtas från systemen och/eller hållfastheten bibehållas trots minskad vikt på skrovartiklar.

Exjobbet är tänkt som två delar, en experimentell och en simuleringsdel.

  • I en fysisk modell, mäta termiska trögheten i ett system av skalplåtar och stringrar samt mäta stationära temperaturer och den termisk utbredning orsakat av ett varmluftsutlopp. Mätningar kan göras med termoelement, termotejp och värmekamera.

  • I en konjugerad simuleringsmodell (struktur och fluid/CFD kopplat) beräkna motsvarande data som i den fysiska uppställningen. Studera vilka faktorer som påverkar resultatet. (Turbulensmodell, kontaktmotstånd, randvillkor).


Syftet är att utveckla och verifiera beräkningsmetodik för värmeledning och värmeutbredning i flygplansskrov.

Omfattningen kräver två personer som samarbetar för att besvara frågeställningarna.
 

Följande aktiviteter bör innefattas i exjobbet:

  •               Litteraturstudie
  •               Planering av prov/simulering
  •               Sätta upp en rigg med tillgänglig testsektion.
  •               Bygga CFD modell motsvarande testsektionen
  •               Simulera
  •               Genomföra mätning i labbet på testsektion
  •               Uppdatera modell och justera metodiken
  •               Skriva rapport

Arbetet sker i huvudsak på en utav de två sektionerna inom Miljötålighet och Termisk Analys som tillhör avdelningen Grundflygplansystem (eng. Vehicle Systems), vilket inkluderar exempelvis kylsystem, elkraft, hydraul, bränsle, landställ, räddnings- och oxygensystem, samt mjukvara för reglering, diagnos och övervakning. Miljötålighet och Termisk Analys består av två sektioner med totalt ca 30 medarbetare som arbetar med att säkerställa att Aeronautics produkter optimeras för att kunna operera i- och motstå den miljö de verkar i. Atmosfären på sektionerna är trevlig och glad och karaktäriseras av ett stort teknikintresse, djup kunskap, högt i tak och hjälpsamhet.

Den du är idag

Saab Aeronautics söker nu 2 personer med intressen för både teoretiskt och experimentellt arbete i laboratoriemiljö. Er bakgrund är blivande civilingenjörer inom maskinteknik, teknisk fysik eller motsvarande. Ni bör ha goda kunskaper inom strömningslära / termodynamik och läst kurser inom CFD och värmeöverföring. Laborationsvana och kunskaper om UNIX/LINUX är fördelaktigt.

För arbetet krävas att du godkänns i en säkerhetsprövning i enlighet med säkerhetsskyddslagen.Lämplig tidpunkt att påbörja arbetet är under januari 2020. Examensarbetet omfattning är 30p/person.

Vad du blir en del av

Aeronautics, ett affärsområde inom Saab, erbjuder flygrelaterade delsystem, obemannade flygsystem, flygplansstruktur och service till försvarskunder och civil flygindustri över hela världen. Aeronautics ansvarar också för utveckling, produktion, marknadsföring, försäljning och support av Gripensystemet.

För mer info om Saab: https://saabgroup.com/