Analysis of Characteristics of Second Throat Exhaust Diffuser for Simulating High-Altitude of Liquid Rocket Engine by Using Computational Fluid Dynamics

CFD를 이용한 액체로켓엔진 고고도 모사용 2차목 초음속 디퓨져 특성 해석

The characteristics of second throat exhaust diffuser were investigated by using CFD. Because the second throat exhaust diffuser(STED) is known as the effective device for simulating high-altitude circumstance more than a cylindrical supersonic diffuser STED was analyzed. The back pressure around nozzle was reduced by entrance size of STED and it was observed that the initial strong shock was the weak oblique shock along the diffuser. Therefore the static pressure at nozzle exit was recovered as the ambient pressure and the STED worked well.

본 연구에서는 고고도 모사용 2차목 초음속 디퓨져의 특성을 알아보았고 작동 원리를 고찰하였다. STED의 경우 원통형 디퓨져보다 효율적으로 진공환경을 모사할 수 있는 것으로 알려져 있으므로 STED를 해석하였다. STED의 경우 디퓨져의 직경이 노즐 출구보다 크므로 노즐 배기는 디퓨져의 입구에 맞게 팽창되므로 그에 따라 배압이 감소함을 알 수 있었고 최초의 충격파가 보다 강도가 낮은 경사충격파로 바뀌면서 그에 따라 압력이 회복되어 디퓨져가 작동됨을 알 수 있었다.