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논문 기본 정보
- 자료유형
- 학위논문
- 저자정보
- 지도교수
- 이재우
- 발행연도
- 2016
- 저작권
- 건국대학교 논문은 저작권에 의해 보호받습니다.
이용수8
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본 연구에서는 고속 비행체의 흡입관에 대한 저정밀도 공력/열 하중 해석을 수행하였다. 공력/열 하중 해석을 위해서 필요한 표면과 경계층 끝단에서의 공력 값을 계산하기 위해 원추유동해석을 위한 Taylor-Maccoll 방정식, 내부 및 외부 유동 계산을 위한 충격파 관계식, Prandtl-Meyer 팽창파 방정식을 이용하였다. Couette 유동, 레이놀즈 상사성 이론을 적용하여 대류열전달계수를 계산하였다. Couette 유동의 초음속 비행체 적용 타당성을 검증하기 위해 CFD를 통한 압력 및 열유량을 계산하고 비교하였다. Couette 유동에서 도출된 단열벽면온도를 계산하고 실제 참고형상 구조물 벽면의 온도와 비교하고 타당성을 검증하였다. 대류열전달계수를 계산하기 위해 Van Driest method Ⅱ, Reference Enthalpy method 를 이용하여 표면 마찰계수를 계산하였다. 공력/열 하중 값을 기반으로 단열/냉각 구조에서의 내열재료 무게에 대한 최적화를 수행하였다. 단열재는 Carbon-Felt를 적용하고 냉각제는 물로 정의하였으며 내열재는 Titanium, Steel, RENE 합금, Structural Steel을 적용하였다. 단열/냉각 구조에서의 내열재료에 대한 무게 최적화를 위해 흡입관 상부 및 하부, 외부 표면, 노즐에서의 1차원 비정상 열전달 해석을 수행하여 최적화 된 내열재료의 무게를 비교하였다.
목차
제1장 서론 11.1 연구배경 11.2 연구내용 2제2장 스크램제트 공력/열 해석 참고형상 3제3장 공력/열 하중 및 열전달 통합 해석 43.1 공력해석 모듈 구성 이론 43.1.1 Taylor-Maccoll 방정식 43.1.2 충격파 관계식 53.1.3 등엔트로피 유동 방정식 63.1.4 Prandtl-Meyer 팽창파 관계식 63.2 열하중 해석 모듈 구성 이론 73.2.1 Couette Flow 73.2.2 Reynolds Analogy 93.2.3 초음속 비행체의 열하중 해석에 대한 Couette Flow 효용성 113.2.4 표면 마찰계수를 구하기 위한 이론 123.2.4.1 Fay-Riddell method 133.2.4.2 Reference Enthalpy method 143.2.4.3 Van Driest method Ⅱ 153.3 비정상 열전달 해석 이론 16제4장 열 하중 해석 이론 검증 194.1 CFD 프로그램 검증 194.2 Couette Flow를 적용한 단열벽면온도 검증 22제5장 공력/열 하중 해석 245.1 공력하중 해석 결과 265.2 열 하중 해석 결과 305.2.1 Van Driest method를 이용한 열하중 해석 315.2.2 Reference Enthalpy method 를 이용한 열하중 해석 335.3 3차원 흡입관 내부에 대한 열하중 해석 고찰 34제6장 단열/냉각 구조 최적화 376.1 최적화 문제 구성 386.2 초기 조건 386.3 최적화 결과 40제7장 결론 43참 고 문 헌 44ABSTRACT 47
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