내열재 숯층 내 분해가스의 이차원 거동모델 연구
저자
배지열(Ji-Yeul Bae) ; 황기영(Ki-Young Hwang) ; 함희철(Heechoel Ham) ; 조형희(Hyung Hee Cho) 연구자관계분석
발행기관
학술지명
권호사항
발행연도
2019
작성언어
Korean
주제어
자료형태
학술저널
수록면
273-276(4쪽)
제공처
고체추진기관에 사용되는 탄소/페놀릭 내열재는 고온에서 내부의 수지성분이 분해되는 열분해 과정을 거치며, 이때 발생하는 분해가스는 다공성 숯층을 통해 표면으로 분출되어 표면 열전달양을 감소시키고 숯층을 냉각하므로 가스 거동을 예측하는 것이 매우 중요하다. 이에 본 연구에서는 내열재 내부가스 거동을 2차원으로 모델링하고 이를 CFD와 통합할 수 있는 해석 모델을 개발하였다. 본 모델에서는 User Defined Scalar (UDS) 보존식과 Darcy’s law를 활용하여 가스압력을 모사해 해석에 적용하였다. 해석 모델을 적용해 노즐을 해석한 결과 축방향과 반경방향 속도성분이 잘 예측됨을 확인했다. 본 연구의 해석 모델은 향후 노즐 유동 및 내열재 열반응의 2차원 통합해석에도 적용될 것이다.
더보기A carbon/phenolic material usually used in a solid rocket motor, undergoes a thermal decomposition process as it is exposed to a high temperature environment. As a decomposition gases cools the porous char layer and the material surface by a transpiration effect, proper modeling of the gas behavior is essential. Therefore, a two-dimensional model of the gas behavior inside the material is developed considering integration into CFD software. User Defined Scalar(UDS) transport equation and Darcy’s law are utilized to calculate a pore pressure and resulting gas velocity. Results showed a good prediction of both axial and radial velocity distribution inside the char layer. The model developed in this research will be implemented for fully coupled simulation of nozzle flow and material behavior.
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