한국형발사체를 기반으로 한 로켓 노즐의 동결 및 평형 유동 해석 결과에 따른 성능 특성

문태석; 김한솔; 허환일

doi:10.3795/KSME-B.2020.44.3.161

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자료유형: 학술저널

저자정보: 문태석 (충남대학교) 김한솔 (충남대학교) 허환일 (충남대학교)

저널정보: 대한기계학회 대한기계학회 논문집 B권 대한기계학회논문집 B권 제44권 제3호(통권 제414호)

발행연도: 2020.3

수록면: 161 - 168 (8page)

DOI: 10.3795/KSME-B.2020.44.3.161

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한국형발사체 1단 노즐을 기반으로 설계한 로켓 노즐의 성능 특성을 비교하기 위해 동결 유동 및 평형 유동 해석 방법을 활용하여 연소 가스 수치 해석을 수행하였다. 해석은 이전의 선행 연구에서 활용한 8 화학종 기반의 연소 가스 물성치를 활용하였고, 난류 모델은 k-ω SST로 선정하였다. 해석 결과, 동결 유동 조건으로 해석된 결과 값이 평형 유동 조건에 비해 노즐 내 과대 팽창 현상이 더 발달되었고, 이로 인해 해수면에서의 노즐 성능이 낮게 나타남을 알 수 있었다. 동 결과는 기존의 선행 연구에서 동결 유동 해석을 통해 도출한 결과보다 평형 유동 해석 수행 시 더 우수한 성능을 얻을 수 있는 것을 보여주었기 때문에 고도 보정 노즐의 가능성을 제시하는데 의미를 더할 수 있을 것이라 판단된다.

#KSLV-II(한국형발사체) #Frozen Flow(동결 유동) #Equilibrium Flow(평형 유동) #Performance Anlysis(성능 해석)

참고문헌 (18)

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Sutton, G. P., 1992, Rocket Propulsion Elements, 6th Ed., John Wiley & Sons, Inc.

Lee, D. S., Kang, K. H., Cho, D. R., Choi, J. Y. and Choi, H. S., 2008, “Chemical Equilbrium Analysis of the 30 tonf-class KARI LRE Nozzle Flow,” Journal of the Korean Society of Propulsion Engineers, Vol. 12, No. 3, pp. 9~15.

Choi, J. Y., Jeong, E. J. and Jeong, I. S., 2001, “Numerical Analysis of Chemically Equilibrium and Nonequilibrium Flow in a Rocket Nozzle,” KSAS Spring Conference, pp. 224~227.

Kim, J. H., 2017, “Transient Characteristics and Performance Gain of Dual Bell Nozzle Based on Developing Korean Launch Vehicle, KSLV-II,” Master's Thesis, Chungnam National University, South Korea.

Kim, J. H. and Huh, H., 2015, “Characteristics and Key Parameters of Dual Bell Nozzles of the DLR, Germany,” Journal of the Korean Society for Aeronautical and Space Sciences, Vol. 43, No. 11, pp. 952~962.

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