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화염유도로 예비 해석을 위한 로켓노즐 플룸의 CFD 해석 검증
전두성(Doosung Jun),김재우(Jaewoo Kim),김종록(Jongrok Kim),김우겸(Wookyeom Kim),김승철(Seungcheol Kim),문희장(Heejang Moon) 한국추진공학회 2011 한국추진공학회 학술대회논문집 Vol.2011 No.11
초음속 유동과 2상 유동이 공존하는 화염유도로 내 유동해석을 위한 사전 해석검증의 일환으로, 초음속 단상 노즐 플룸의 2차원 축대칭 해석과 물 분사가 포함된 3차원 2상 아음속 유동을 해석하였다. 단상 초음속 노즐 플룸의 경우 충격파 셀 구조를 통해 물리적으로 위배되는 현상은 발견되지 않았다. 물분사가 포함된 3차원 2상 아음속 유동의 경우, 액적의 거동과 기화 과정을 정성적으로 볼 수 있었으며 물 분사시 고온공기의 냉각 모사가 가능함을 확인할 수 있었다. 이들 기초 검증 결과들은 추후 초음속 2상 물분사 플룸 유동에 적용되어 3차원 화염유도로 해석에 응용될 예정이다. This paper investigates CFD investigation on single phase supersonic nozzle flow and 2-phase subson ic flow prior to rocket nozzle supersonic 2-phase flow with water injection within the flame deflector. Numerical results of supersonic nozzle single phase flow showed no notable unrealistic behavior as it captures the usual shock cell structures. Three-dimensional 2-phase flow analysis has also been performed to verify whether the approach can grab the droplet behavior during cooling by water injection. It is expected these basic studies will enhance the cooling problem analysis of supersonic 2-phase rocket plume in the future.
전두성(Doosung Jun),김종록(Jongrok Kim),김우겸(Wookyeom Kim),김승철(Seungcheol Kim),문희장(Heejang Moon) 제어로봇시스템학회 2012 제어로봇시스템학회 합동학술대회 논문집 Vol.2012 No.7
초음속 유동 및 2상의 냉각 유동이 공존하는 화염유도로의 설계를 위해서는 유도로 진입 전 로켓 노즐 출구의 고온가스를 적절히 냉각시켜야 한다. 본 연구는 화염유도로 해석을 위한 사전 검증 연구로서 물 분사 초음속 노즐 플룸의 2차원 축대칭 해석을 수행하였다. 단상 초음속 노즐 플룸의 경우 충격파 셀 구조를 통해 물리적으로 위배되는 현상은 발견되지 않았다. DPM(Discrete Phase Model)의 사전 검증 차원에서 물분사가 포함된 2상 아음속 파이프 유동 해석을 수행하였으며 액적 분열과 온도 분포의 변화를 정성적으로 확인할 수 있었다. 초음속 고온 플룸에 냉각수를 직접 분사 시 DPM 모델을 이용한 초음속 2상 유동에도 냉각효과가 어느 정도 모사될 수 있음을 확인하였다.