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충격관 터널의 노즐목 크기에 따른 반사압력특성 분석
Study on Reflected Pressure in a Shock Tunnel According to the Size of a Nozzle Throat 원문보기

한국항공우주학회지 = Journal of the Korean Society for Aeronautical & Space Sciences, v.43 no.6, 2015년, pp.479 - 487  

이종국 (Agency for Defense Development)

초록
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반사식 충격관 터널에서의 노즐의 정체조건은 반사충격파 이후의 유동조건에 해당된다. 반사식 충격관 터널에서 반사충격파 이후의 유동조건을 계산할 때, 노즐이 없는 충격관 튜브와는 달리, 노즐방향으로의 흐름을 고려하여야 한다. 본 연구에서는 노즐목의 크기에 따른 반사충격파 이후의 조건, 즉 노즐 정체실 조건의 특성을 이론적, 실험적, 그리고 수치해석적으로 다루었다. 노즐목의 크기가 증가할수록 정체실의 조건이 감소함을 알 수 있으며, 노즐목에 대한 피작동부의 면적비가 4.5인 조건에서도 정체실의 정상압력이 잘 형성됨을 알 수 있었다.

Abstract ▼ AI-Helper 아이콘AI-Helper

In a reflected shock tunnel, stagnation conditions of a nozzle are determined by the flow behind a reflected shock. When calculating the flow behind the reflected shock, unlike a shock tube, the flow leakage through the nozzle is to be considered. The analytical studies were done to find out the cha...

주제어

#반사식 충격관 터널   #노즐목   #반사 압력  

AI 본문요약
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* AI 자동 식별 결과로 적합하지 않은 문장이 있을 수 있으니, 이용에 유의하시기 바랍니다.

문제 정의

  • 본 연구에서는 공개문헌에서 잘 다루어지지 않았던 노즐목의 크기에 따른 반사충격파 이후의 압력의 정량적 변화와 비교적 큰 노즐목을 가진 노즐에서도 반사충격파 이후의 유동장이 정상적으로 잘 형성되는지를 이론적, 실험적, 그리고 수치해석적으로 살펴보고자 한다.
  • 본 장에서는 화학적 평형(chemical equilibrium)이 고려된 충격관 튜브와 충격관 터널내에서 주 충격파와 반사 충격파 이후의 유동장의 특성을 이론적으로 다루고자 한다.

가설 설정

  • 노즐목 크기에 따른 반사 충격파 이후의 압력, 즉 반사 압력을 이론적으로 해석하였다. 충격파 이후의 유동조건들은 화학적 평형상태로 가정하였다. 이론적 해석은 Fig.
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질의응답

핵심어 질문 논문에서 추출한 답변
전통적인 충격관 터널은 어떻게 구성되는가? 전통적인 충격관 터널(shock tunnel)은 충격관 튜브(shock tube)와 노즐로 구성되어 있다[1]. 충격관 튜브는 고압의 작동튜브(driver tube)와 저압의 피작동 튜브(driven tube)로 구성된다.
노즐목의 크기가 증가할수록 정체실의 압력이 감소하는 이유는 무엇인가? 노즐목의 크기가 증가할수록 정체실의 압력이 감소하였다. 이는 주충격파의 속도가 일정한 충격관 터널에서 노즐목의 크기가 증가할수록, 즉 노즐을 통한 유량이 증가할수록 반사충격파의 속도는 감소하게 되며, 반사충격파의 속도가 감소할수록 반사압력이 줄어들기 때문이다. 또한 노즐목에 대한 피작동부의 단면적비가 4.
충격관 터널의 노즐은 어떻게 구분되는가? 충격관 튜브는 고압의 작동튜브(driver tube)와 저압의 피작동 튜브(driven tube)로 구성된다. 노즐은 팽창식 노즐과 수축-팽창식 노즐로 구분 될 수 있으며, 전자의 노즐을 사용하는 충격관 터널을 비반사식 충격관 터널(non-reflected shock tunnel)로, 후자의 경우를 반사식 충격관 터널(reflected shock tunnel)로 일컫는다. Fig.
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참고문헌 (7)

  1. Lukasiewicz, J., Experimental Methods of Hypersonics, Marcel Dekker, Inc., 1973 

  2. Glass, I. I., and Patterson, G. N., "A Theoretical and Experimental Study of Shock-Tube Flows," Journal of the Aeronautical Sciences, Vol. 22, No. 2, 1955, pp. 73-100. 

    상세보기 crossref

  3. Glass, I. I., and Hall, J. G., "Handbook of Supersonic Aerodynamics Section 18 Shock Tubes," NOVARD Report 1488, Vol. 6, 1959 

  4. Holder, D. W., and Schultz, B. E., "On the Flow in a Reflected-Shock Tunnel," Aeronautical Research Council Reports and Memoranda No. 3265, 1962 

  5. Gorden, S., and McBride, J., "Computer Program for Calculation of Complex Chemical Equilibrium Compositions, Rocket Performance, Incident and Reflected Shock, and Chapman-Jouquet Detonations," NASA SP-273, 1976 

  6. Lee, J. K., Park, C., and Kwon, O. J., "Experimental Study of Shock Tunnel Flow With a Stationary Throat Plug," Shock Waves, Vol. 22, No. 4, 2012 

    상세보기

  7. CFD-FASTRAN, Theory Manual, Version 2010, 2010. 

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