비선형 연소 불안정을 적용한 고체로켓모터의 내탄도 해석
저자
홍지석(Ji-Seok Hong) ; 문희장(Heejang Moon) ; 성홍계(Hong-Gye Sung) ; 엄원석(Won-Suk Ohm) ; 이도형(Dohyung Lee)
발행기관
학술지명
권호사항
발행연도
2015
작성언어
Korean
주제어
자료형태
학술저널
수록면
89-93(5쪽)
제공처
연소 불안정 예측은 고체로켓모터 설계시 성능이나 구조적 안정성을 다루는 측면에서 매우 중요한 부분이다. 연소실 압력의 상승은 연소율, 국부 연료 표면의 유동 속도, 연료의 응답 함수에 영향을 미치기 때문이다. 이러한 현상은 대부분 음향 모드가 연소/유동과정에서 발생하는 진동수와 결합(coupled)되었을 때 발생한다. 본 연구에서는 이러한 현상을 분석하기 위하여 비선형 파동방정식으로부터 음향 불안정 모델을 유도하여 선형 불안정 모델과 결합하여 내탄도 해석에 적용하였다. 이 해석 모델을 이용하여 고체로켓모터 연소실의 형상, 연소실 압력, 연소 속도가 연소 불안정에 미치는 영향을 조사하였다. 최종적으로 실린더에서 슬롯(slot)으로 확장하는 그레인 형상의 고체 로켓 모터를 이용하여 침식 연소를 고려한 1차원 내탄도 해석과 연소 불안정 해석을 수행하여 모터의 안정성을 판단하였다.
더보기Combustion instability prediction poses an obvious threat to the structural stability and performance of the motor. Elevated pressures modify the burning rate, local surface mean flow Mach number, and the apparent response function of the propellant. This phenomenon generates when acoutic mode was coupled with frequency that occurs in the combustion/flow process. In this paper, for analysis acoustic phenomenon in solid rocket motors, a nonlinear acoustic instability model which is derived from the nonlinear wave equation and is combined with the linear acoustic instability model applied to internal ballistics. The influence was concerned with combustor configuration, chamber pressure and burning rate by using this analysis method. Finally, the stability of the solid rocket motor with extending into slot was determined to perform the one-dimensional internal ballistics that was considered with erosive burning and linear/nonlinear acoustic instability analysis.
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