튜브(모사 챔버)내의 유동특성이 음향공 감쇠 능력에 미치는 영향

Damping Characteristics of a Helmholtz Resonator Under the Flow Area

액체로켓엔진에서 고주파 연소불안정의 제어를 위해 연소 안정화 장치인 음향공을 적용하여, 제한된 공간에서 유동장의 특성과 설계인자에 따른 감쇠효과를 연구하였다. 연소 불안정을 모사하기 위하여 제한된 공간에 압력 진동 장치를 이용하여 공진을 발생시켜, 음향공의 장착에 따른 감쇠 효과를 측정하였다. 유동장의 특성중 하나인 유속을 변화시키기 위하여 유량을 변화시켰으며, 설계인자로는 음향공 오리피스의 직경과 길이를 변화시켜 연구를 수행하였다. 유동장 하에서의 음향공 장착에 따른 감쇠효과를 확인 하였으며, 오리피스 길이와 직경이 작을 경우 유속 증가에 따라서 음향공의 튜닝이 오른쪽(고주파수)으로 이동하는 현상을 확인하였다.

A Helmholtz resonator is applied to control high frequency combustion instability in liquid rocket engine. Damping characteristics of the Helmholtz resonator are investigated by the flow characteristic and its design. To simulate combustion instability, resonance in a test section(with fixed volume) is made by a pressure pulsator, and then damping characteristics are investigated. Its orifice length and diameter are selected as the design parameters and flow rates are varied to reveal the effect on damping characteristics. The experimental results show that a Helmholtz resonator is also working with flows. When length and diameter of an orifice are small, the tuning frequency increases as the flow velocity increases.