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고고도 모사용 Centerbody Diffuser의 CB의 Nose Cone Angle 변화에 따른 유동 특성 연구
송병철(Byungchul Song),조성휘(Seongwhi Jo),김홍집(Hongjip Kim) 한국추진공학회 2016 한국추진공학회 학술대회논문집 Vol.2016 No.5
고고도 환경을 모사하기 위한 디퓨저 장치 중 Center-body diffuser의 형상 변수 중 하나인 CB의 nose cone angle에 따른 수치해석과 질소를 이용하여 실험을 진행하였다. 2차목 길이비인 (L/D)st=6에서 시동압력변화에 따른 진공챔버 압력으로 디퓨저의 성능결과를 분석하였다. 난류 모델 k-ω SST와 k-ε standard로 해석을 진행하여 실험 결과와 비교 분석하였다. 그 결과, k-ω SST 모델이 시동 특성과 벽면의 압력을 모사하기에 적합하였다. 또한 CB의 각도 변화를 달리하여 시동 특성에 따른 진공 챔버의 압력 성능을 제시하였다. 5도의 nose cone angle의 진공챔버 압력이 15도보다 낮고, 5도와 15도 모두 45~50bara 사이에서 시동이 걸린다는 것을 확인하였다. The characteristics of center-body diffuser which has been used for high altitude simulation were evaluated for different angle of center-body both numerically and experimentally. The performance of vacuum pressure was analysed with operating pressure conditions based on second throat length ratio, (L/D)st=6. Two different turbulence model were adopted to validate with experimental wall pressure data. The Results showed that k-ω SST model agreed well with experiment in comparison to k-ε standard model. And then vacuum pressure were evaluated according to operating pressure conditions with different nose cone angle of center-body through k-ω SST model. Numerical results showed that center-body of 5° angle has lower vacuum pressure than center-body of 15°. And both diffusers were started under the operating pressure between 40~50 bara.
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