Aircraft 인젝터 노즐 형상에 따른 내부 유동 해석

목차

1. 서론
1.1 과제 개요
1.2 과제 선정 내용 및 수행 계획

2. 본론 (유동 형상 해석)
2.1 2-D 모델 작성 및 해석을 통한 과제 이해
2.2 2-D 모델의 해석 결과 및 3-D 모델 수행 계획
2.3. 3-D 모델 작성 및 노즐 형상에 따른 내부 유동 해석
2.4 3-D 노즐 형상에 따른 해석 결과 및 분석

3. 결론 및 고찰

4. 참고문헌

본문내용

1.1 과제 개요

전산유체역학 강의 첫 시간에 CFD의 다양한 활용 영역 등을 교수님을 통해 소개받으면서 항공기(Aircraft)의 인젝터에 대한 텀프로젝트를 진행해보고 싶다는 생각을 하였다. 따라서 항공기 터빈 엔진에 대해 찾아보고 그에 따른 과제를 진행해보았다.

현재 상용화되고있는 항공기 터빈 엔진의 노즐 형상에 대해 알아보고 이를 먼저 Ansys Workbench Fluent 기능을 활용하여 2-D 형상을 통해 노즐 형상에 따른 내부 유동을 살펴보고 ‘내가 얻고자 하는 정보’와 ‘필요한 경계조건’을 정리하여 3-D 형상 구현을 통해 노즐 내부 유동 해석을 진행함과 동시에 노즐 형상이 노즐 내부 유동 및 출구 특성에 어떠한 영향을 끼치는지를 알아보기 위하여 다양한 노즐 형상에 대해서 노즐 형상과 유동 특성 간의 상관관계를 분석해보았다.

1.2 과제 선정 내용 및 수행 계획

우선 현재 항공기의 터빈 엔진 현황에 대해 조사를 진행하였다. 터빈 엔진은 엔진의 유형에 따라 몇 가지 상이한 유형의 배기 노즐을 갖는다. 주로 수렴 노즐(Convergent Nozzle)과 수렴-확산 노즐(Convergent-Divergent Nozzle)이 사용된다. 소음이 많은 항공기에서는 수렴 노즐이 사용되며 초음속 항공기에서는 수렴-확산 노즐이 사용된다.

먼저 실제 사용되고 있는 항공기의 수렴 배기 노즐을 살펴보면 배기가스가 엔진에서 배출되면 이것이 배기 노즐로 흘러들어간다. 이 때 배기노즐이 입구에서 출구 쪽으로 점차 단면적이 줄어들면서 속도가 증가하게 되고 추가적인 추력을 발생한다. 하지만 배기노즐의 크기에는 2가지 제한 요소가 있는데 노즐의 입구가 너무 크면 추력이 낭비되며 작으면 엔진의 다른 구성 요소에서 흐름이 막히게 됨으로 이를 주의해야한다.

다음으로 수렴-확산 노즐의 경우에는 유체의 흐름은 수렴 노즐과 유사하나 Neck 부분에서 유체가 1마하수의 속도를 가지며 유체가 발산 부분에서..

<중 략>

참고자료

· Aircraft 노즐 유형 : http://sahil34935.blogspot.kr/2013/03/nozzles.html
· Aircraft 인젝터 원리 : http://okigihan.blogspot.kr/p/exhaust-system-with-turbocharger.html
· 수렴-확산 노즐 이해 : http://blog.naver.com/PostView.nhn?blogId=alsdn3654&logNo=220826419869&categoryNo=73&parentCategoryNo=0&viewDate=&currentPage=1&postListTopCurrentPage=1&from=search
· 유동의 압력과 속도의 관계 : http://www.kpug.kr/index.php?page=7&document_srl=718820&mid=kpugknow
· 캐비테이션의 조건 :https://ko.wikipedia.org/wiki/%EA%B3%B5%EB%8F%99%ED%98%84%EC%83%81