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이기범(Kibum Lee),박태선(Tae Seon Park) 한국추진공학회 2015 한국추진공학회 학술대회논문집 Vol.2015 No.5
본 연구에서는 리세스가 있는 수소-산소 동축 분사기에 대해 연소해석을 수행하였다. 상용코드인 ANSYS Fluent[4]를 이용해 정상 유동의 난류 연소를 층류 화염편 모델을 도입하였다. 리세스 효과에 따른 화염변화를 분석하기 위해 리세스 길이 변화에 따른 온도의 OH 질량분율의 변화를 살펴보았다. 리세스가 증가하면 화염은 반경반향으로 커지고, 축방향으로 감소했다. 리세스 길이가 증가하면 연소실내 유동의 혼합도가 증가하는 것으로 나타났다. The reacting flows of hydrogen/oxygen injector with varying recess length are numerically analyzed. The laminar flamelet model of ANSYS Fluent[4] is adopted for the steady condition. To investigate the flame variation with variable recess, temperature and mass fraction of [OH] are examined in detail. As the recess length increases, the flame length decreases axially but the radial size is enlarged. Also, the mixedness in the combustor increases with increasing the recess length.
초임계압력의 수소-산소 로켓노즐에 대한 3차원 연소해석
이기범(Kibum Lee),박태선(Tae Seon Park) 한국추진공학회 2016 한국추진공학회 학술대회논문집 Vol.2016 No.5
다양한 리세스길이에 대하여 기체수소/액체산소 분사기가 장착된 로켓노즐의 연소유동이 해석되었다. 정상상태 난류연소에 대해 표준 k-ε 모델과 층류 화염편 모델이 선택되었다. 분사기의 리세스길이 변화에 따른 연소효율을 조사하기 위하여 동축전단 분사기인 RCM-3가 선택되었다. 분사기의 리세스 길이 증감에 따라 연소실 압력과 온도, 연소생성물양이 큰 영향을 받았다. 또한 리세스와 연소효율과의 관계를 살펴보기 위하여 비추력과 유효배기속도가 계산되었다. The reacting flows of a rocket nozzle with a gaseous hydrogen/liquid oxygen injector are numerically analyzed for various recess lengths. The standard k-ε model and laminar flamelet model are adopted for the steady turbulent combustion. To investigate the combustion efficiency with changing the recess ratio, the coaxial shear injector RCM-3 is selected. The variations of temperature, products, and pressure are strongly related to the recess length. Also, specific impulse and effective exhaust velocity are obtained to see the relation between recess ratio and combustion efficiency.
이기범(Kibum Lee),박태선(Tae Seon Park) 한국추진공학회 2016 한국추진공학회 학술대회논문집 Vol.2016 No.12
본 연구에서 기체수소/액체산소 이용하는 다중 배열된 동축 전단 분사기에 대한 3차원 연소해석을 수행하였다. 실제기체 상태방정식을 이용한 정상상태 난류연소에 대해 표준 k-ϵ 모델과 층류 화염편 모델이 선택되었다. 기존에 알려진 동축 전단 분사기인 RCM-3를 활용하여 다중으로 배열한 연소기를 설계해 해석대상으로 설정했다. 분사기 다중 배열과 함께 리세스 길이 증감에 따른 연소실 내 유동장과 연소장의 변화를 살펴보고자 했다. 분사기와 연소실 내 유동과 연소 특성은 분사기 배열, 리세스 길이와 밀접한 관계가 있음을 알아냈다. The reacting flows of gaseous hydrogen/liquid oxygen in 3D multiple coaxial shear injectors are numerically analyzed. The standard k-ϵ model and laminar flamelet model are adopted for the steady turbulent combustion with the real gas state equation. The coaxial shear injector RCM-3 is selected to make a combustion chamber having multiple arrays injectors. Also, the change of flow and combustion field is investigated in the various recess length with the injector arrays. It is verified that characteristics of flow-combustion inside injector and combustion chamber are certainly related with the array of injectors and the recess length.