과팽창 노즐에서 발생하는 충격파 박리 패턴의 천이에 관한 연구 (A Study on the Transitional Shock Separation Patterns in an Over-Expanded Nozzle)

서지정보

· 발행기관 : 한국추진공학회
· 수록지 정보 : 한국추진공학회지 / 14권 / 3호 / 9 ~ 15페이지
· 저자명 : 이종성, Vincent Lijo, 김희동

초록

과팽창 로켓노즐에서 발생하는 충격파 박리패턴의 천이 유동장을 예측하기 위해 축대칭 수치해석적 연구를 수행하였다. 비정상, 압축성 N-S 방정식에 k-ω SST 난류모델을 적용하여, 유한 체적법으로 계산하였다. 종래의 실험적 연구 결과와 비교하였으며, 계산된 결과와 정성적으로 잘 일치하였다. 본 연구의 결과로부터 RSS에서 FSS로 천이할 때 가장 큰 횡력이 발생하며, 이는 비점성 제트 코어 영역에서 발생하는 Vortex ring의 발달로 기인됨을 예측하였다. 또한 엔진 시동과정과 정지과정에서 발생하는 히스테리시스 현상을 잘 모사하였다.

영어초록

Numerical investigation was carried out on axisymmetric over-expanded rocket nozzle to predict flow fields of transitional shock separation patterns. The unsteady, compressible N-S equations with k-ω SST for turbulence model closure were solved using a fully implicit finite volume scheme. Computed results were in good agreement with previous experimental works. It was found that strong side-loads were generated during the transition of RSS to FSS due to the development of a vortex ring in the inviscid jet core region. Hysteresis phenomenon exhibited by the shock-separation patterns was also found during the start-up and shut-down processes.

참고자료

· 없음