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논문 기본 정보
- 자료유형
- 학위논문
- 저자정보
- 지도교수
- 강상훈
- 발행연도
- 2019
- 저작권
- 세종대학교 논문은 저작권에 의해 보호받습니다.
이용수18
이 논문의 연구 히스토리 (3)
2019
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본 연구에서는 한국항공우주연구원에서 실시한 초음속 재생 냉각 연소기 연소실험 중 연소기 내에서 발생한 열질식 현상에 대해 전산유체해석을 수행하였다. 연소실에서 발생하는 열질식 현상이 연소현상에 미치는 영향에 대해 확인하기 위하여 정상해석과 비정상해석을 진행하였고 초음속 연소발생 및 유지를 위해 연소반응모델과 벽면온도조건을 변화하며 전산해석을 수행하였다. 또한 연소기 입구 쪽으로의 역압력 구배와 아음속 영역이 전개되는 열질식 현상에 대한 통합적인 유동장 해석을 위해 전단노즐을 포함한 격자계를 적용하였다. 이와 더불어 열질식 현상의 주요한 원인인, 과도한 열량을 발생시키는 액체연료 액적의 기화 및 연소를 설정하기 위하여 다상유동모델 설정의 매개변수연구 과정을 수행하여 연소실험을 실제적으로 모사하도록 적용하였다.
전산해석결과, 비정상상태 설정을 통해 연소가 발생하는 공동에서의 열질식 현상의 발생과 연소기 입구방향으로의 역압력 구배, 아음속 영역의 전개를 확인할 수 있었다. 또한 연소기 입구 전단노즐 형상을 적용한 격자계를 통하여 연소기 입구까지 진행된 열질식의 영향이 연소기 입구에서의 경계조건과 충돌하며 실제 연소실험의 흡입 유동장을 형성하는 과정을 모사해 실제 연소실험에서의 측정값과 유사한 전산해석 결과를 도출할 수 있었다.
한국항공우주연구원의 연소실험에서 사용된 연소기 모델 중심부의 상, 하단 벽면에 부착된 압력 센서에서 정압력 측정값과 동일한 위치에서의 전산유체해석 정압력 값을 비교하였다. 연소실험 0.45초 시간에서 측정된 정압력 그래프에 대해 전산유체해석의 정압력 결과가 시간경과에 따라 유사하게 수렴함을 확인하였다.
전산해석결과, 비정상상태 설정을 통해 연소가 발생하는 공동에서의 열질식 현상의 발생과 연소기 입구방향으로의 역압력 구배, 아음속 영역의 전개를 확인할 수 있었다. 또한 연소기 입구 전단노즐 형상을 적용한 격자계를 통하여 연소기 입구까지 진행된 열질식의 영향이 연소기 입구에서의 경계조건과 충돌하며 실제 연소실험의 흡입 유동장을 형성하는 과정을 모사해 실제 연소실험에서의 측정값과 유사한 전산해석 결과를 도출할 수 있었다.
한국항공우주연구원의 연소실험에서 사용된 연소기 모델 중심부의 상, 하단 벽면에 부착된 압력 센서에서 정압력 측정값과 동일한 위치에서의 전산유체해석 정압력 값을 비교하였다. 연소실험 0.45초 시간에서 측정된 정압력 그래프에 대해 전산유체해석의 정압력 결과가 시간경과에 따라 유사하게 수렴함을 확인하였다.
목차
제 1 장 서론 11.1 연구 배경 및 동향 11.2 연구 목적 4제 2 장 전산유체해석 방법 52.1 전산유체해석 전처리 52.2 전산유체해석 프로그램설정 82.2.1 전산유체해석 정상상태 설정 82.2.1.1 정상상태 기체장 설정 82.2.1.2 정상상태 다상유동 설정 102.2.2 전산유체해석 비정상상태 설정 142.2.2.1 비정상상태 기체장 설정 142.2.2.2 비정상상태 다상유동 설정 142.2.3 전산유체해석 경계조건 15제 3 장 전산유체해석 결과 193.1 정상상태 해석결과 193.1.1 연소반응모델 및 벽면조건 설정 193.1.2 다상유동 설정 매개변수 연구 233.2 비정상상태 해석결과 24제 4 장 결론 29참고문헌 31Abstract 65
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