액체 로켓 엔진의 불안정 유동 해석

초록

분무연소는 실제 사용되는 내연 기관, 추진 기관, 로켓 엔진, 산업용 노에서 매우 중요한 문제이다. 연소기의 성능을 올바로 예측하기 위해서는 기계적, 물리적, 화학적 시스템의 적절한 모델이 필수적이다. 분무연소과정은 정확한 이해가 이루어지지 않은 복잡한 이상유동과정으로서 여러 연구자들에 의해 많은 연구가 수행되었다. Faeth는 분무연소를 두개의 상을 하나의 제트로 해석하는 국부적인 유동평형 모델 (locally homogeneous flow, LHF)과 두개의 상을 구분하여 해석하는 유동 분리 모델 (separated flow, SF)로 구분하였다. 유동분리모델은 액적 운동에서 난류 변동의 효과를 고려하지 않는 DSF(deterministic separated flow)모델과 난류 변동 효과를 고려한 SSF(Stochastic separated flow) 모델로 구분하였다. Sirignano는 유동분리 모델을 액적특성을 가스특성과 같이 관심영역에서 연속적 개념으로 해석한 Eulerian-Eulerian 방법과 각 액적의 특성과 개개 액적의 궤도를 구하는 Eulerian-Lagrangian 방법으로 구분하였다. 이 논문에서는 각 분무연소모델을 상호 비교하여 우수한 모델을 찾아보고 실제로 간단한 모델에 적용하여 모델의 특징을 알아보는 것이다.