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압력비 변화과정이 과팽창 노즐에서 발생하는 횡력 변동 특성에 미치는 영향
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  • 압력비 변화과정이 과팽창 노즐에서 발생하는 횡력 변동 특성에 미치는 영향
저자명
이종성,김희동,Lee. Jong-Sung,Kim. Heuy-Dong
간행물명
한국추진공학회지
권/호정보
2010년|14권 6호|pp.38-44 (7 pages)
발행정보
한국추진공학회
파일정보
정기간행물|
PDF텍스트
주제분야
기타
이 논문은 한국과학기술정보연구원과 논문 연계를 통해 무료로 제공되는 원문입니다.
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기타언어초록

과팽창 상태의 로켓 노즐에서 발생하는 충격파 경계층 간섭 형태는 엔진 시동 및 정지과정 중 예기치 않은 횡력을 수반한다. 본 연구에서는 비정상 노즐 구동 압력비 변화가 유동장의 천이형태 및 횡력 특성에 어떠한 영향을 미치는지 조사하기 위하여 수치해석적 연구를 수행하였다. 비정상, 축대칭, 압축성 N-S 방정식을 유한 체적법으로 이산화 하였으며, 난류모델은 SST k-${omega}$을 적용하였다. 엔진 정지 및 시동과정을 모사하기 위하여, NPR은 2~10의 범위에서 계산 하였다. 본 연구의 결과로 박리 유동과 히스테리시스 현상은 구동 압력비에 크게 의존하며, 또한 압력비 변동 시간이 횡력 특성에 지대한 영향을 미칠 수 있음을 알았다.

기타언어초록

The shock wave and boundary layer interaction patterns in an over-expanded rocket nozzle are associated with the production of undesirable side-forces during the start-up and shut-down processes of the engine. In the present work, a computational study is carried out to investigate the effect of the transient nozzle pressure ratio (NPR) on the flow fields inside the nozzle. The unsteady, compressible, axisymmetric, Navier-Stocks equations with SST k-${omega}$ turbulence model are solved using a fully implicit finite volume scheme. NPR is varied from 2.0 to 10.0, in order to simulate the start-up and shut-down processes of the rocket engine. It is observed that the interaction patterns and the hysteresis phenomenon strongly depend on the time variation of NPR, leading to significantly different characteristics in the lateral forces.