Numerical Prediction of Performance and Acoustic Instability in KSR-III Liquid Rocket Engine

KSR-III 액체 로켓엔진의 성능예측과 음향 불안정성 해석

Combustion characteristics of KSR-III liquid rocket engine are investigated numerically in the standpoints of engine performance and acoustic instability. In the present calculation, engine performance for design and off-design conditions is estimated effectively with reasonable error. Numerical results of acoustic instability show that engine operation for the design condition has sufficient stability margin, but for a certain off-design condition, acoustic instability can be triggered by artificial pressure perturbation. The present results are in a good agreement with the available experimental results and can be adopted for the prediction of engine performance and stability, depending on the specific operating condition.

본 연구에서는 KSR-III 액체 로켓엔진의 연소특성을 수치적인 방법으로 성능의 예측과 음향불안정성에 대해 해석하였으며 성능 예측에서는 여러 가지 시험조건에서 시험결과와 계산결과를 비교ㆍ검토하였다. 또한 음향불안정성은 KSR-III 액체 로켓에서 대체로 안정한 결과를 보여 주었으나 일부의 탈설계조건에서 압력섭동에 의해 불안정성이 야기될 수 있는 결과를 보였다. 이러한 결과들은 현재의 시험결과와 공학적인 오차범위 내에서 일치하는 경향을 보이고 있으므로 수치적 계산으로 성능 및 음향불안정을 효과적으로 예측할 수 있을 것으로 판단된다.