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스파이크가 부착된 유도탄의 공력 가열 해석
Aerodynamic Heating Analysis of Spike-Nosed Missile 원문보기

韓國軍事科學技術學會誌 = Journal of the KIMST, v.7 no.3 = no.18, 2004년, pp.21 - 29  

정석영 (국방과학연구소) ,  윤성준 (국방과학연구소) ,  변우식 (국방과학연구소) ,  안창수 (국방과학연구소)

Abstract AI-Helper 아이콘AI-Helper

Numerical analysis of aerodynamic heating for KPSAM is performed using aerodynamic heating model suitable to KPSAM, which has complex flow field resulting from the spike attached to the dome, such as large separation area and the strong shock/boundary layer interaction region around reattachment poi...

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  • 즉, 회복 계수「은 유동의 운동에너지가 열에너지로 변환됨에 있어 점성으로 인한 소산으로 에너지 손실 이 일어나는 것을 고려한 계수이다.⑷ 일반적으로 회 복 계수는 국부 압력과 마하수에 따라 변하는 것으로 알려져 있으나, 다음과 같이 Prandtl 수의 함수로 근 사될 수 있으며的, 전 유동장에 대하여 회복계수는 일 정하다고 가정하였다.
  • 위의 해석 결과는 반 복 계산을 통하여 보정된 재부착점을 사용하여 이루 어졌으며 재부착점의 위치는 비행 시험 결과와 가장 유사한 온도 분포가 산출되는 위치로 선정하였다. 또 한 재부착점의 위치는 모든 비행 영역에서 동일한 것 으로 가정하였다. 실제로 재부착점의 위치는 비행 마 하수와 받음각, 레이놀즈 수 등에 영향을 받는더】, 특 히 받음각에 따라 박리 유동의 특성이 매우 달라지기 때문에 실제 기동하는 유도탄의 공력 가열 해석을 위 하여 받음각에 따른 재부착점 위치의 특성을 고려하 여야 한다.
  • 본 해석에서는 받음각이 없는 것으로 가정하였는 데, 무유도 비행에서 시험탄의 정적 안정성이 충분히 확보되었기 때문에 비행 중 받음각의 변화가 크지 않 아, 유효한 가정으로 사료된다. 위의 해석 결과는 반 복 계산을 통하여 보정된 재부착점을 사용하여 이루 어졌으며 재부착점의 위치는 비행 시험 결과와 가장 유사한 온도 분포가 산출되는 위치로 선정하였다.
  • 비행체 표면으로의 열전달량을 계산하기 위하여 국 부 레이놀즈수와 경계층 외부에서의 속도 및 국부 압 력 등 경계충 외부 유동에 대한 비점성 유동에 대한 정보가 필요하다. 유도탄의 형상을 간단한 기하학적 형상으로 가정하고 속도에 따라 Potential 유동과 Newtonian 이론을 적용하여 표면 압력을 계산하였 다. 구 형상에 대한 압력 계수는 다음과 같다.
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참고문헌 (10)

  1. Poll, D. I. A., 'An Introduction to the Problem of Aerodynamic Heating' Aeronautical Engineering Internal Report 8901 

  2. Hayes , J. R. and Neumann, R. D., 'Introduction to the Aerodynamic Heating Analysis of Supersonic Missiles', Tactical Missile Aerodynamics: Prediction Methodology, Progress in Astronautics and Aeronautics, Vol. 142, AIAA, 1991, pp.63-114 

  3. 윤성준, 엄기청, 오송빈, “PSAM 공력특성 분 석" 연구보고서, MSDC-416-971393, 국방과학 연구소, 1997 

  4. Truitt, R. W., Fundamentals of Aerodynamic Heating, The Ronald Press Company, New York, 1960 

  5. 정석영,윤성준,'신궁유도탄의 공력 가열 해석',연구보고서, MADC-416-010370, 국방과학연구 소,2001 

  6. Schlichting, H., Boundary Layer Theory translated by Kestin, J. 7th edition, McGrawHill Book Company, Rhode Island, 1985 

  7. Cebeci, T. and Bradshaw, P., Momentum Transfer in Boundary Layers, Hemisphere Publishing Corporation and McGraw- Hill Book Company, 1977 

  8. Anderson, J. D. Jr, Hypersonic and High Temperature Gas Dynamics, McGraw-Hill Book Company, 1989 

  9. Chang, P. K., Separation of Flow, KIST, 1979, pp.685 

  10. FLUENT5 User's Guide, Vol. 4, FLUENT Inc., 1998, pp.24-1-24-61 

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