MODELLAZIONE DINAMICA IN AMBIENTE SIMULINK DI UN SERBATOIO CRIOGENICO A IDROGENO INTEGRATO IN UN SISTEMA DI ALIMENTAZIONE AD USO AERONAUTICO

L'idrogeno liquido (LH_2) rappresenta una soluzione promettente per la decarbonizzazione del settore aeronautico; tuttavia, il suo stoccaggio a temperature criogeniche introduce sfide significative sia dal punto di vista termofluidodinamico che operativo. Il presente lavoro di tesi si focalizza sull'ottimizzazione e l'estensione di un modello dinamico di un serbatoio criogenico integrato nel sistema di alimentazione (fuel system) di un velivolo a idrogeno.Il modello, sviluppato in ambiente MATLAB/Simulink mediante l’utilizzo delle librerie Simscape Fluids, è stato perfezionato per includere fenomeni fisici complessi, tra cui la conversione parziale degli isomeri dell'idrogeno (da orto a para) e l'analisi degli scambi termici dipendenti dalle condizioni ambientali variabili durante le diverse fasi di missione.Il sistema permette di simulare accuratamente il comportamento bifase, la generazione di boil-off, l'evoluzione della pressione interna e le operazioni di venting. Le simulazioni, condotte su un profilo di missione completo (operazioni a terra e fasi di volo), hanno permesso di quantificare l'impatto dei carichi termici variabili e della conversione isomerica sulle prestazioni del sistema. Il framework risultante costituisce uno strumento avanzato di analisi su basi fisiche per la progettazione preliminare e la verifica dei sistemi di stoccaggio criogenico per la prossima generazione di velivoli a zero emissioni.