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저자정보
이동은 (과학기술연합대학원대학교) 강영석 (한국항공우주연구원) 이동호 (한국항공우주연구원)
저널정보
한국유체기계학회 한국유체기계학회 논문집 한국유체기계학회 논문집 제28권 제1호(통권 제148호)
발행연도
2025.2
수록면
82 - 91 (10page)
DOI
10.5293/kfma.2025.28.1.082

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Unmanned aerial vehicles (UAVs) are increasingly utilized in modern warfare, requiring propulsion systems with wide range operating capability and higher speeds to improve multifunctionality and counter threats. Therefore, the demand for a supersonic micro gas turbine engine as a propulsion system for small, high-speed UAVs is increasing, and the requirement for the development of an afterburner for the micro gas turbine engine is growing. So in this study aims to design and evaluate the performance of a diffuser for a micro gas turbine engine-based afterburner. The afterburner was developed based on a commercial turbojet engine. Simulations were conducted using ANSYS CFX, incorporating the k-ω SST turbulence model and the Eddy Dissipation Model for combustion. Fuel behavior was modeled using the Liquid Evaporation Model with Light Oil Modification and Reitz and Diwaker model. Boundary conditions were defined using turbine outlet profiles at a core engine speed of 104,000 RPM. Six diffuser configurations were evaluated by varying tail cone designs and strut geometries (strut angles of 0°, 2.5°, and 5°, with strut thicknesses of 2 mm and 4 mm). The baseline tail cone design has led to recirculation zones within the diffuser, which caused the backflow of combustion gases. To address this issue, the tail cone was redesigned, and the struts were introduced to reduce recirculation zones and decrease swirl components in the flow. The simulation results showed that a strut angle of 2.5° demonstrates the most effective swirl reduction, while maintaining pressure losses below 5% in all the cases. Furthermore, the analysis revealed that strut thickness has a greater impact on diffuser performance than the strut angle.
#Micro Gas Turbine Engine(마이크로 가스터빈 엔진) #Turbojet Engine(터보젯 엔진) #Computational Fluid Dynamics(전산유체역학) #Afterburner(후기 연소기) #Diffuser(디퓨저) #Tail cone(테일 콘) #Strut(스트럿)

목차

ABSTRACT
1. 서론
2. 디퓨저 기본형상 설계 및 성능해석평가
3. 디퓨저 개선 설계 및 성능해석평가
4. 결론
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