Proceedings of the Korean Society of Propulsion Engineers Conference (한국추진공학회:학술대회논문집)

The Korean Society of Propulsion Engineers (한국추진공학회)
권호 표지

Mixing Characteristics in Supersonic Combustor with a Cavity

Cavity를 이용한 초음속 연소기 내의 혼합특성

  • 오주영 (건국대학교 항공우주공학과) ;
  • 배영우 (건국대학교 항공우주공학과) ;
  • 김기수 (건국대학교 항공우주공학과) ;
  • 전영진 (건국대학교 항공우주공학과) ;
  • 이재우 (건국대학교 항공우주공학과) ;
  • 변영환 (건국대학교 항공우주공학과)
  • Published : 2005.04.01
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Abstract

In SCRamjet engine, combustion occurs in supersonic flow with airbreathing. SCRamjet is characterized by very short combustion time in combustor, so it is very important to be mixing the air and fuel in short duration. Several methods are suggested for mixing enhancement. Among these, cavity is selected to study for enhancement of mixing. The numerical simulation is performed in the case of freestream Mach number of 2.5 and cavity located in front of fuel jet injection. CFD-Fastran, commercial code with three-dimensional Navier-Stokes equation with the Menter SST turbulence model were used. The results are obtained validate experiment results for same condition. Therefore, the numerical results show the mixing enhancement characteristics with a cavity.

스크램제트 엔진은 대기중의 공기를 흡입하여 연소실에서 초음속으로 연소하는 방식으로 짧은 시간 동안 연료와 공기가 혼합하고 연소되어야하는 특징이 있다. 연료와 공기 혼합을 증대하는 방법은 여러 가지가 제시되었다. 이중 자유류 마하수 2.5의 단일분사 방법에서의 cavity를 이용한 혼합증대 특성을 알아보기 위해 수치해석을 수행하였다. 수치해석은 상용코드인 CFD-Fastran의 3차원 Navier-Stokes 방정식과 Menter SST(Shear Stress Transport) 난류모델을 적용하였다. cavity 뒤쪽 0.5 cm 떨어진 곳에 지름 0.1cm의 Jet 분사구를 통해 수직분사를 시켜 cavity의 유무에 따른 혼합특성을 살펴보았고, cavity에 대한 영향을 알아보기 위해 $3\times2\times1\;cm$ 크기의 cavity를 사용했다. 계산된 결과는 동일조건의 실험으로 검증하였고 이를 통해 cavity에 의한 혼합증대 특성을 확인할 수 있었다.

Keywords