هندسه، مواد الیافی و مواد پوششی مخازن فشار قوی کامپوزیتی مستقیماً بر عملکرد محصول تأثیر می گذارد. بنابراین ارزیابی باید بر اساس معیارهای جامع باشد.
کروی. برای مخازن تمام فلزی با فشار بالا، ساختار کروی بهینه است. از منظر استحکام، پوسته کروی همسانگرد است، خاصیتی که به خوبی با همسانگردی ذاتی مواد فلزی مطابقت دارد. در مقایسه با سایر اشکال، یک ظرف کروی دارای سطح کمتری برای حجم معین است و در نتیجه ظرف سبک‌تر است.
علاوه بر این، ظرفیت باربری یک کره دو برابر یک سیلندر است. در نتیجه، بیشتر مخازن فشار قوی تمام فلزی از طراحی کروی برای دستیابی به بهترین معیارهای عملکرد کلی استفاده می کنند.
با این حال، برای مخازن فشار بالا کامپوزیت، چیدمان همسانگرد یک ملاحظات اولیه است. سیم پیچی رشته رگ های کروی به "دایره های بزرگ" محدود می شود - به این معنی که رشته باید در امتداد محیط حداکثر قطر پیچیده شود تا از لغزش جلوگیری شود. زاویه بین الیاف و نصف النهارها در عرض های جغرافیایی مختلف متفاوت است: در خط استوا کوچکترین زاویه است و در دهانه قطبی به 90 درجه می رسد، جایی که فیبر بر لبه دهانه مماس است. از آنجایی که اجزای نصف النهاری و محیطی نیروی سیم پیچ در مسیرهای سیم پیچ متفاوت است، کشتی - علیرغم شکل کروی آن (که دلالت بر بارگذاری یکنواخت در همه جهات دارد) - به دلیل ناهمسانگردی الیاف زخم نمی تواند به طور موثری نیازهای فشار یکنواخت را برآورده کند. در حالی که استفاده از سیم پیچ های دایره ای متعدد با دهانه های قطبی بزرگ شده می تواند وضعیت تنش را بهبود بخشد، دستیابی به یک طراحی با مقاومت برابر دشوار است.
برآورده کردن الزامات مقاومت برابر مستلزم چیدمان همسانگرد است، اما فرآیندهای سیم پیچی و تجهیزات مورد نیاز برای دستیابی به این امر پیچیده هستند. در شرایط فعلی، شکل استوانه ای با انتهای گنبدی بیشتر کاربردی است. پیشرفت های قابل توجهی در فن آوری بسته بندی همسانگرد برای مخازن کروی فشار بالا انجام شده است و تحقیقات تخصصی روی الگوهای سیم پیچی و تجهیزات این سازه ها انجام شده است. با این حال، از دیدگاه توسعه بلندمدت، ظرف کامپوزیتی کروی ممکن است شکل انتخابی برای کاربردهای آینده نباشد.
استوانه ای. مخازن فشار قوی کامپوزیت استوانه ای از یک بدنه استوانه ای و دو درب انتهایی (سر) تشکیل شده است. سرها معمولاً از طرح هایی مانند سیم پیچی ژئودزیکی ایزوتنوئیدی، سیم پیچی ایزوتنوئیدی یا اشکال بیضی استفاده می کنند. این نوع مخازن فشار قوی دارای طراحی ساختاری منطقی است و در ساخت، جابجایی و نصب آسان است.
تجزیه و تحلیل تنش هندسه نشان می دهد که تنش محیطی در بدنه کشتی ساده شده دو برابر تنش محوری است. در مورد یک ظرف تمام فلزی، حاشیه مقاومت محوری زمانی قابل توجه است که طراحی الزامات تنش محیطی را برآورده کند. برعکس، مخازن فشار قوی کامپوزیتی می توانند از طریق الگوهای سیم پیچی خاص، به طراحی با استحکام برابر در سراسر استحکام محیطی و محوری سیلندر دست یابند. کشش محوری توسط مولفه محوری الیاف زخمی طولی تحمل می شود، در حالی که کشش محیطی توسط الیاف حلقه حلقه و جزء محیطی الیاف طولی (محوری) تحمل می شود. مقادیر فیبر در هر دو جهت بر اساس تعادل تنش دو محوری محاسبه می‌شوند که امکان استفاده بهینه از الیاف و راندمان ساختاری بالا را فراهم می‌کند. در نتیجه، شکل استوانه‌ای ساده در حال حاضر پرکاربردترین پیکربندی برای مخازن فشار قوی کامپوزیتی، هم در داخل و هم در سطح بین‌المللی است.
مخازن فشار قوی کامپوزیتی شبه کروی - اساساً مخازن استوانه ای کوتاه شده با نسبت ابعاد تقریباً 1 - به عنوان جایگزین مقرون به صرفه برای مخازن کروی تمام فلزی یا مرکب عمل می کنند. آنها برای نصب هایی که در اصل برای کشتی های کروی طراحی شده اند مناسب هستند در حالی که به طور موثر از ویژگی های استحکام یک طرفه مواد الیافی استفاده می کنند. این آستر دارای انتهای بیضی شکل یکپارچه (بشکه‌شکل) است و در قسمت بیرونی با الیاف کربن با استحکام بالا که در هر دو الگوی مارپیچ و حلقه‌ای پیچیده شده‌اند، کاملاً تقویت شده است. شکل بیرونی کشتی آن را برای نصب در طیف وسیعی از کاربردها مناسب می کند.
الیاف پیوسته ای که معمولاً در مخازن کامپوزیتی پرفشار با پیچ فیلامنت استفاده می شود عبارتند از E-glass، S-glass، Kevlar 49 و الیاف کربن. به دلیل ویژگی‌های عملکرد پایین‌تر، الیاف شیشه در حال حاضر عمدتاً در تجهیزات زمینی استفاده می‌شوند، در حالی که Kevlar 49 در اکثر فضاپیماها استفاده می‌شود. فضاپیماهای مدرن عمدتاً از الیاف کربن با کارایی بالا استفاده می کنند. انتخاب الیاف نیازمند ارزیابی جامع عواملی مانند استحکام، مدول الاستیک و چگالی خطی است.