유체-고체 연성 해석 기법을 통한 수직발사대 후방 덮개의 거동 해석

Analysis of Rear Closer of Vertical Launching System by Using Fluid-Structure Interaction Method

수직 발사대는 발사체에서 나오는 화염에 의하여 구조체의 손상이 일어날 수 있고 특히 후방덮개는 화염에 의하여 직접적으로 변형이 일어나므로 이를 해석하기 위해서는 유체-고체 연성해석 기법을 필요로 한다. 본 연구에서 발사체의 화염은 Eulerian 기법을 이용하여 해석하였고, 발사대의 후방 덮개는 Lagrangian 기법을 사용하여 해석하였다. 서로 다른 두 물질간의 경계면은 레벨을 통하여 추적을 하였고 경계면에서의 경계값은 가상유체 기법을 활용하여 결정하였다. 본 논문에서는 후방 덮개의 변형 형상에 따라 달라지는 유동의 변화를 확인하였다.

This paper presents a numerical analysis of behaviors of rear closer of vertical launch system under rocket plume based on fluid structure interaction analysis. The rocket plume loading is modeled by fully Eulerian method and elasto-plastic behavior of rear cover is calculated by total Lagrangian method based on a 9-node planar element. The interface motion and boundary conditions are described by a hybrid particle level-set method within the ghost fluid framework. We compare the fluid flow pattern between different rear closer models which are elast-plastic and rigid deformation.