Large Eddy Simulation for the investigation of Roll Development Process in a Solid Rocket Motor

고체로켓 내부에서의 Roll 발생 현상 3D LES

Vortex generation mechanism by inhibitor in a solid rocket motor have been investigated by 3D Large Eddy Simulation turbulent model. Most of the result of the present study are in good agreement with experimental data and previous numerical calculation. Vortex generation and breakdown behind inhibitor are periodically observed between inhibitor and nozzle head by flow-acoustic coupling mechanism. Vortex generation frequency is the same as the second-mode frequency in the motor. The roll shape vortex generation behind inhibitor induces non-uniform flow field at the nozzle entrance and its throat.

고체로켓에서 발생하는 vortex shedding 현상 중 인히비터로 인해 발생하는 연소실내 와류(vortex)의 특성을 조사하기 위해 Large Eddy Simulation을 수행하였다. 해석의 결과는 기존 연구자들의 결과와 잘 일치하며 정략적 및 정성적 분석을 수행하였다. 인히비터 후방에서 발생하는 vortex는 Flow-acoustic coupling 에 의해 주기적으로 반복되며 생성, 소멸이 이루어지는 것을 확인 할 수 있었으며, 발생 주기는 연소실내 mode 2의 주파수와 일치하는 것을 확인하였다. 3차원 해석결과 인히비터 후방에서 Roll 발생은 비균일한 노즐 유동을 발생시킨다.