KSR-III 엔진 음향공의 감쇠 성능 및 특성 파악

국문 초록 (Abstract)

로켓엔진이나 가스터빈 연소기에서의 고주파 연소불안정(combustion instability) 현상은 연소장과 음향장의 상호작용에 의하여 발생하는 것으로 알려져 있으며, 이러한 비정상적인 현상은 최종적인 목표의 달성에 있어 큰 걸림돌이 되고 있다. 연소불안정 현상을 억제/방지하기 위해서는 가장 먼저 로켓엔진 연소기 내에서 나타나는 음향학적 특성을 파악하여야 하며, 그 대안으로 수동안정화 기구인 음향공(acoustic cavity)을 장착하여 특성을 파악 하였다. 음향공은 분사기면이나 전체 시스템의 변화 없이 분사기면의 가장자리나 연소실의 외벽에 설치가 가능하여, 배플(baffle)보다 편리함이 있지만, 최적의 동조(tuning)을 위하여 세심한 설계가 필요하다. 본 연구에서는 KSR-III 엔진의 음향공의 최적의 동조 및 특성 파악을 위해 음향공의 개수 및 물성치를 변화 시켜가며 해석을 진행하였다. 최적의 tuning을 위해서는 공진주파수 및 소리의 감쇠 능력에 대한 고찰이 필요하며, 통상 acoustic impedance을 통하여 정량화 할 수 있으며, 이것을 통해 흡수 계수(absorption coefficient), conductance 등을 파악할 수 있다. 음향공과 orifice에서의 음속값이 매우 중요하므로 온도와 화학적 조성등과 같은 물성치들이 정확하게 얻어져야 하기 때문에, 화학적 조성 등이 고려된 burnt gas해석을 수행하였고, 해석에 앞서 이론적 접근이 가능한 cold gas를 통해 모델 검증을 실시하였다.

목차 (Table of Contents)

• 초록
• 1. 서론
• 2. 해석대상
• 3. 해석결과
• References