수평 배치된 분사구의 배치 간격에 따른초음속 유동장 내 분사 유동의 침투 및 혼합 특성 (Effect of the distance between the adjacent injectors on penetration and mixing characteristics of the jet in supersonic crossflow)

서지정보

· 발행기관 : 항공우주시스템공학회
· 수록지 정보 : 항공우주시스템공학회지 / 12권 / 4호 / 81 ~ 89페이지
· 저자명 : 김세환, 이형진

초록

본 연구에서는 초음속 유동장 내 연료 분사시 연소기의 공간적인 제한 조건을 고려하여 복수의 분사기 간 배치 간격을 변화시키고 그에 따른 유동 구조, 연료의 침투 거리 및 연료-공기의 혼합 특성을 비교 분석하였다. 이를 위하여 널리 알려진 단일 분사구를 이용한 실험 조건을 모사하여 적용된 수치 모델을 검토하였으며, 동일한 분사 조건을 갖는 복수의 분사기를 이용하여 비반응 유동 해석을 수행하였다. 해석 결과를 바탕으로 분사구 간 거리에 따라 전압력 손실, 침투 거리, 및 혼합 성능 등을 정량적으로 비교하였다. 해석 결과 분사구 간 배치 거리가 매우 짧은 경우 분사 연료가 서로 융합되면서 유동장이 2차원 특성을 나타내었고 전반적으로 낮은 혼합 효율 특성과 높은 전압력 손실을 발생하였다. 분사구 간 거리가 멀어짐에 따라 분사 가스간의 상호작용이 감소하면서 혼합 효율이 증가하고 전압력 손실이 낮아지는 것이 관찰되었다.

영어초록

In the present study, a numerical investigation was conducted to analyze the effect of the distance between the adjacent injectors on the characteristics of flow structure, fuel penetration, and air/fuel mixing. Numerical results were validated with experimental data using a single injection. Subsequently, the same injector geometry and properties were applied on a non-reacting flow simulation with multiple injectors. Total pressure loss, penetration height, and mixing efficiency were compared with the distance between the injectors. The results showed that each injected gas merged into a single stream, resulting in the 2D-like flow fields under the condition of short distance and lower mixing efficiency along with higher total pressure loss. When the distance between the injectors increased, total pressure loss reduced and mixing efficiency increased due to the weakening of interactions between the injected gases.

참고자료

· 없음