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NTIS 바로가기한국항공우주학회지 = Journal of the Korean Society for Aeronautical & Space Sciences, v.40 no.9, 2012년, pp.781 - 788
조미옥 (한국항공우주연구원) , 한상훈 (한국항공우주연구원) , 김성구 (한국항공우주연구원) , 최환석 (한국항공우주연구원)
Flow in the oxidizer manifold of a liquid rocket combustor has been analysed using an open source CFD toolbox, OpenFOAM. The applicability of OpenFOAM to the problems with complex geometries involving porous media zones for simulating the pressure drop induced by the injectors has been evaluated by ...
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핵심어 | 질문 | 논문에서 추출한 답변 |
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OpenFOAM이란? | OpenFOAM은 1990년대 초에 Imperial College의 두 연구자 Henry Weller와 Hrvoje Jasak을 중심으로 개발이 시작되어 2004년 말 OpenCFD Ltd.에 의해 v1.0이 공개되었으며, ‘field’에 대하여 정의될 수 있는 다양한 응용 분야(유체, 구조, 전자기, 금융 등)에서 적용 가능하도록 개발된 C++ toolbox를 소스 코드와 함께 제공하고 있다. 본 연구에서는 OpenFOAM 라이브러리의 표준 solver를 이용하여 한국형발사체 (KSLV-II) 3단 엔진 연소기의 산화제 매니폴드 설계안을 평가하기 위한 유동 해석을 수행하였으며, 분사 면에서의 유동 균일성 및 매니폴드 내의 압력 손실에 근거하여 각 설계안을 평가하였다. | |
액체 로켓 연소기에서 추진제 매니폴드는 어떤 조건으로 설계되어야 하는가? | 액체 로켓 연소기에서 추진제 매니폴드는 내부 체적, 질량 및 압력 손실에 대한 요구조건을 만족함과 동시에 구조적 건전성과 분사 면에서의 유동 균일성을 보장할 수 있도록 설계되어야 한다(1). 연소기의 개념 설계 단계에서 제시되는 매니폴드 설계안에 대한 평가 및 최적화 과정에서 수치해석 분야의 활용 범위를 확대함으로써 H/W 제작 및 시험에 소요되는 노력을 경감시킬 수 있다(2-5). | |
공개소스 프로그램의 장점은? | 공개소스 프로그램은 GNU GPL(General Public License)과 같은 공개 라이선스 정책이나 개발자의 결정에 따라 소스 코드가 함께 공개되는 프로그램을 통칭한다. 상용 해석 도구와는 달리 물리적 모델이나 수치 모델을 수정/추가함에 있어서 사용자의 소스 코드 접근에 제한이 없고, 대용량 해석 시 필연적으로 수반되는 막대한 라이선스 비용 또한 발생하지 않으며, 다양한 요구를 가진 사용자 그룹의 직접적인 참여로 프로그램의 검증/개선 속도가 빠르다는 장점이 있다. |
Huzel, D. K. and Huang, D. H., Modern Engineering for Design of Liquid-Propellant Rocket Engines, AIAA, 1992.
김성구, 김종규, 한영민, 유철성, " 75톤급 연소기의 산화제 매니폴드 설계/해석," KARI-CC T-TM-2007-012-v.1-rev.1, Dec. 2007.
Watanabe, D., Imai, K., Ogawara, A., Yamanishi, N., Neghishi, H., Kawatsu, K., Kurosu, A., and Noda, K., " Application of High Fidelity Simulation to LE-X Engine Development," 47th AIAA/ASME/SAE/ASEE Joint Propulsion Conference & Exhibit, AIAA 2011-5930, Jul. 2011.
Jasak, H., Jemcov, A., and Tukovic, Z., " OpenFOAM: A C++ Library for Complex Physics Simulations," International Workshop on Coupled Methods in Numerical Dynamics, Sep. 2007.
OpenFOAM Foundation, OpenFOAM Programmer's Guide, Version 2.1.0, Dec. 2011.
OpenFOAM Foundation, OpenFOAM User Guide, Version 2.1.0, Dec. 2011.
Chapuis, M., Fureby, C., Fedina, E., Alin, N., and Tegner, J., " LES Modeling of Combustion Applications using OpenFOAM," ECCOMAS CFD 2010, 14-17 Jun. 2010.
Petropoulou, S., " Industrial Optimization Solutions based on OpenFOAM(R) Technology," ECCOMAS CFD 2010, 14-17 Jun. 2010.
한가람, 임성한, 허강열, " OpenFOAM을 이용한 난류연소현상 해석 및 내연기관에의 적용," 제41회 KOSCO SYMPOSIUM 논문집(2010년도 추계학술대회), 2010, pp.319-330.
이희범, 이신형, " 자유수면 유동 해석을 위한 경계면 포착 기법들에 대한 비교 연구," 한국전산유체공학회 2012년도 춘계학술대회 논문집, May 2012, pp.548-555.
Hafsteinsson, H. E., Porous Media in OpenFOAM, Spring 2009.
NIST Chemistry WebBook - Thermophysical Properties of Fluid Systems, http://webbook.nist.gov/chemistry/fluid/.
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