전산유체역학을 이용한 아폴로 달착륙선 하강엔진의 플룸 거동 연구 (Plume Behavior Study of Apollo Lunar Module Descent Engine Using Computational Fluid Dynamics)

서지정보

· 발행기관 : 한국항공우주학회
· 수록지 정보 : 한국항공우주학회지 / 45권 / 9호 / 766 ~ 774페이지
· 저자명 : 최욱, 이균호, 명노신

초록

달착륙선 하강엔진에서 사출된 배기가스가 월면과 충돌할 때 배기가스와 월면과의 상호작용으로 인해 월면에 분포되어 있는 표토가 분산된다. 이때, 분산된 표토입자가 착륙선과 충돌할 경우 성능 저하 등과 같은 역효과를 야기할 수 있다. 따라서 본 연구에서는 달착륙 엔진의 배기가스 거동을 전산유체해석을 통해 예측하고자 하였다. 하강엔진의 노즐 내부 영역은 Navier-Stokes 방정식 기반의 연속체 유동 모델을 이용하여 해석하였으며, 노즐 외부 배기가스 거동은 연속체 유동 모델과 직접모사법(DSMC)을 적용하여 해석한 결과를 각각 비교 및 분석하였다. 이를 통해 진공환경에서 달착륙선 하강엔진에 대한 최적의 배기가스 해석 절차를 수립할 수 있었으며, 차후 한국형 달착륙선 개발에 충분히 활용할 수 있을 것으로 기대된다.

영어초록

When a plume flow exhausted from a lunar lander descent engine impinges on the lunar surface, regolith particles on the lunar surface will be dispersed due to a plume-surface interaction. If the dispersed particles collide with the lunar lander, some adverse effects such as a performance degradation can be caused. Thus, this study tried to predict the plume flow behaviors using the CFD methods. A nozzle inside region was analyzed by a continuum flow model based on the Navier-Stokes equations while the plume behaviors of the outside nozzle was performed by comparing and analyzing the individual results using the continuum flow model and the DSMC method. As a result, it was possible to establish an optimum procedure of the plume analysis for the lunar lander descent engine in the vacuum condition. In the future, it is expected to utilize the present results for the development of the Korean lunar lander.

참고자료

· 없음