先月、試験段階にあった電動エアタクシー（eVTOL）が駐機操作中にバッテリーパックで火災を発生させました。初期調査では、制御不能な熱暴走が原因と指摘されています。現在、法医学エンジニアチームが3D再構築とマルチフィジックスシミュレーションを用いて、液体冷却システムの構造的欠陥が大惨事の引き金となったかどうかを判断すべく、セルごとの熱伝播をモデル化しています。
COMSOLとStar-CCM+によるFSI解析と熱伝播 🔥
法医学的プロセスでは、RealityCaptureを使用して、残骸のフォトグラメトリから損傷したパックの正確なデジタルツインを生成します。このメッシュ上で、COMSOL Multiphysicsによる流体構造連成（FSI）解析を実行し、ダクト崩壊時の冷媒の圧力と流れをシミュレーションします。並行して、Star-CCM+は、186個のセル間における熱風の流体力学と放射伝熱をモデル化します。その結果、ロータの振動によって増幅された冷却マニホールドの微細な亀裂が、誘電性液体の漏洩を許し、隣接セル間の重要な熱障壁を消失させ、連鎖燃焼を加速させたことが明らかになりました。
電動航空機認証への教訓 ✈️
シミュレーションは、冷却が無傷の理想的な安全シナリオでは、最高温度は摂氏80度を超えなかったであろうことを示しています。しかし、漏洩により、12秒未満で局所的に摂氏450度のピークが発生しました。この仮想的な大惨事は、液体冷却回路へのリアルタイム圧力センサーの統合と、モジュール間のアブレーション障壁の必要性を浮き彫りにしています。3D再構築は事故の解明に留まらず、熱が都市航空モビリティの死刑執行人となるのを防ぐための設計基準を再定義します。
この熱暴走漏洩事故における伝播パターンの3D再構築から、eVTOLの冷却システム設計に関してどのような即時的な教訓が得られるでしょうか？
(追記: コンピューターが故障して、自分自身が大惨事にならない限り、大惨事のシミュレーションは楽しいものです。)