Modeling of burning surface growth and propagation in AP-based composite propellant combustion

AP추진제의 연소면 형성 및 전파 모델링 연구

In the solid rocket propellant combustion, dynamic phase change from solid to liquid to vapor occurs across the melt layer. During the burning surface, micro scale bubbles form as liquid and gas phases are mixed in the intermediate zone between the propellant and the flame. The experimentally measured thickness of this layer called the foam layer is approximately 1 micron at 1 atmosphere. In this paper, we present a new melting layer model derived from the classical phase change theory. The model results show that the surface of burning grows and propagate uniformly at a velocity of $r=ap^n$.

고체추진제가 연소될 때, 고체상에서 기체상으로의 상변화가 일어난다. 액체상과 기체상의 혼합으로 인하여 거품이 형성되는데 이를 거품층(Foam Layer) 혹은 용융층(Melting Layer)이라고 한다. 일반적으로 고체추진제가 연소될 때 생성되는 거품층의 두께는 1기압에서 약 1마이크론 정도이다. 거품층의 윗부분, 즉 액체상과 기체상 사이에는 연소면(Buring Surface)이 존재하는데, 본 연구에서는 연소면의 형성과 전파를 모사하였다. 연소면의 전파 속도는 연소율과 같다.