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문제 정의
- 본 연구에서는 로켓엔진 내 고압의 초임계 연소를 모사하기 위하여 기존의 화염편 모델을 통하여 검증된 난류 연소모델에 초임계 유체의 물성치를 SRK 상태방정식[2,3]을 적용하여 개선하였다. 이상기체방정식으로 표현되는 정압 비열을 비롯한 일부 열역학적 상태량들이 압력에는 상관없이 온도에 따른 변화만을 보여주는 반면에, SRK 방정식은 온도와 압력의 영향을 반영하면서 임계점 근처에서 나타나는 물성치들의 급격한 변화를 표현할 수 있다.
- 본 연구에서는 실제 유체 효과가 고려된 화염편 모델을 이용하여 초임계 영역에서의 기체메탄/액체산소 동축 전단 단일 분사기의 난류 확산 화염을 해석하였다. 수치해석 결과를 통하여 이상기체 화염편 모델는 다르게 고압의 액체로켓 엔진에 적용 가능성을 확인하였다.
- 본 연구에서는 초임계 상태의 극저온 추진제의 난류 연소특성을 기존의 화염편 모델에 실제 유체의 특성을 고려한 모델과 이전의 이상기체 기반의 난류 연소 모델과의 비교를 통하여 살펴보았다.
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