Study on thermal hydraulics phenomenon inside liquid hydrogen tank for marine transportation: measurement and numerical analysis

2019 Fiscal Year Final Research Report

• Project/Area Number: 17K14883
• Research Category: Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Research Field: Naval and maritime engineering
• Research Institution: Kobe University
• Principal Investigator: Maekawa Kazuma 神戸大学, 海事科学研究科, 助教 (20760664)
• Project Period (FY): 2017-04-01 – 2020-03-31
• Keywords: 水素 / 超伝導応用 / 液面センサー / 海上輸送 / スロッシング / 熱流動 / 低温計測

Outline of Final Research Achievements

In this study, we aim to provide basic technology for the marine transportation of liquid hydrogen. To clarify the thermal hydraulic phenomenon inside a liquid hydrogen tank during marine transportation, we carried out the marine transportation test of liquid hydrogen by the training ship Fukae-maru in the open sea. In the marine transportation test, we examined sloshing in a liquid hydrogen tank using multiple MgB2 sensors and clarified the effects of sloshing on the increase rate of the temperature, the pressure and the evaporation of liquid hydrogen inside a liquid hydrogen tank. Moreover, we developed the thermal fluid analysis model inside a liquid hydrogen tank using the simulation software STAR-CCM+.

Free Research Field

低温工学

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

LNGをはじめ舶用の大型タンク内部の極低温危険物のスロッシング時の熱流動現象は、安全及び計測技術の問題から、実験的に詳しく調べられていなかった。本研究では、液体水素タンク内部のスロッシングを複数本の超伝導液面センサーを用いて調べる新手法を確立するとともに、海上輸送実験により取得したタンク内部の温度、圧力、タンクに加わる加速度等のデータを数値解析の参照データとして用いることで、最適な数値解析モデルを構築することができた。本研究により、安全な液体水素海上輸送技術を確立するとともに、舶用大型液体水素タンクの開発に貢献することができる。