Abstract
There are many works to analyze a simple expansion chamber involving higher order modes. These works are classified to mode matching method, velocity potential method and finite element method. Among these methods, mode matching method has good performance at analyzing a concentric expansion chamber. Generally inlet/outlet pipe cross section area is smaller than middle chamber cross section area. So the number of higher order modes of inlet/outlet pipe can be fewer than that of middle chamber. But mode matching method must use the same number of higher order modes at inlet pipe, middle chamber and outlet pipe. Therefore the redundant modes of inlet/outlet pipe makes the computation time of mode matching method longer. In this paper, the new method, which can select number of each higher order modes of inlet pipe, middle chamber and outlet pipe, was suggested. And this method was compared to conventional mode matching method and finite element method in order to demonstrate the accuracy of the new method and to show that the new method can reduce a calculating time.
고차모드를 고려하여 단순확장관을 해석한 많은 선행연구가 이루어 졌고, 이러한 연구는 모드적합법, 속도포텐셜법, 유한요소법으로 분류할 수 있다. 이들 중 모드적합법은 동심관형확장관을 해석하는 데 유용하다. 일반적으로 입·출구의 단면적이 중간확장관의 단면적보다 작으므로 입·출구에 고려하는 고차모드의 개수는 중간확장관에 고려하는 고차모드의 개수보다 작을 수 있다. 그러나 모드적합법은 입·출구와 중간확장관에 같은 개수의 고차모드를 사용하여야 한다. 그래서 입·출구에 불필요한 고차모드를 포함하게 되어 계산시간을 늘이는 결과를 초래한다. 본 논문에서는 입구, 중간확장관 그리고 출구에 각각 임의의 고차모드의 개수를 선택할 수 있는 새로운 방법을 제시하였다. 그리고 이 방법의 정확성을 검증하기 위하여 전통적인 모드적합법, 유한요소법과 비교하였고, 이 새로운 방법이 계산시간을 줄일 수 있다는 것을 보였다.
