물 분사를 고려한 발사대 화염유도로에서의 유동 해석

국문 초록 (Abstract)

화염유도로는 발사체로부터 배출되는 고온 고압의 연소 후류로부터 발사체 및 발사대 구조물을 보호하는 시설물로써 가스의 적절한 배출을 해야함과 동시에 냉각수를 이용하여 고온의 가스를 냉각시켜야 한다. 본 연구에서는 초음속유동에서 액적 분열을 가장 유사하게 모사할 수 있는 모델을 선정하였고, 이를 이용하여 초음속 자유류에서의 물분사를 포함한 2상 유동 해석을 수행하였다. 이를 통하여 물분사 유량에 따른 온도 분포 변화를 확인할 수 있었다. 한국형 발사체 발사대의 화염유도로의 3차원 형상을 바탕으로 비정상상태 해석을 통해 고온의 초음속 플룸에 대한 냉각수 분사의 영향에 대해 분석하였다. 화염유도로에 물분사 모델을 적용하여 노즐당 유량이 150 kg/sec일 때 벽면 온도가 1000 K 하강하는 것을 확인하였다.

다국어 초록 (Multilingual Abstract)

To protect the launch vehicle and launch complex structures, the flame deflector system requires the consideration of flame deflection and exhaust gas cooling with water spraying. In this study, three dimensional simulation of KSLV-Ⅱ flame deflector system was conducted with transient analysis. For the analysis of phenomena in supersonic compressible free stream flow with water spray, the liquid breakup model and two phase flow model were adopted with reasonable parameters values derived. Finally, based on the present results, we evaluated the effect of water spraying in rocket exhaust plume. We found that the wall temperature decreased 1000 K when 150 ㎏/sec water spray compared to no water spray.

목차 (Table of Contents)

• ABSTRACT
• 초록
• 1. 서론
• 2. 액적 분열 모델
• 3. 자유류에서의 냉각수 분사 모델 해석
• 4. 화염유도로에서의 냉각수 분사 모델 해석
• 5. 결론
• 참고문헌