Numerical Study of Cavitating flow around Axysimmetric and 2D Body in Cryogenic Fluid

극저온 유체내에서 운행하는 물체 주위의 공동현상 해석에 관한 연구

The cryogenic fluid is the propellant for the liquid rocket engine. The design of space launcher vehicle is guided by minimum size and weight criteria, so the turbo pump solicits high impeller speed. Such high speed results in a zone of pressure drop below vapor pressure causing caivtation around inducer blades. The cryogenic fluid has different characters from isothermal fluid like water. The cryogenic fluid has very sensible thermodynamic properties and the phase change undergoes evaporative cooling. So, the developed code has to be modified cavitation modeling and it is added the energy equation for temperature sensitivity.

액체 로켓의 추진제로 이용되는 극저온 유체는 발사체의 경량화를 위한 터보 펌프의 고속화로 인해 공동현상이 발생하게 된다. 그러나 극저온 유체는 등온 유체인 물과는 달리 낮은 액상/증기 밀도 비율을 가지며 온도에 민감한 잠열변화율을 갖게 된다. 이에 따라 극저온 유체에서 공동 현상이 발생하게 되면, 증발 냉각 현상이 발생하게 되어 공동 내부와 주 유체 사이의 온도 차이가 발생하게 된다. 따라서 이러한 극저온 유체의 특징을 반영해 주기 위해 기존의 경험적 공동 현상 모델을 수정하여 새로운 모델을 적용하였다. 또한 온도 변화에 따른 효과를 반영해 주기 에너지 방정식을 첨가 하였다.