Modeling of Injector Orifice for the Flow Analysis in LOX Manifold of Liquid Rocket

The flow in the LOX manifold of liquid rocket (KSR-III) has been analyzed using a CAE technique with an objective of modeling injector orifices in order to reduce the computational cost for the flow analysis without much losing the accuracy of capturing the flow physics. The numerical result shows that the flow just above the injector orifices is not uniformly distributed in terms of pressure and mass flow rate in case pre-distributors are not equipped inside the manifold. This non-uniformity of mass flux is attributed to the presence of large-scale flow patterns. Several boundary conditions which were designed to effectively replace the presence of injector orifices have been tested and it was found that a simple modeling can be possible by mimicking the actual shape of the orifices.

액체로켓의 산화제 매니폴드 내 유동해석을 위한 분사공 모델링

산화제 매니폴드 내부유동의 물리적 특성을 파악하기 위해. CAE 기법을 이용한 수치 해석적 연구를 수행하였다. 유동장의 물리적 특성을 충분히 해상해 내면서도, 유동해석의 계산비용을 절감하기 위한 방안으로 분사공에 대한 모델링 작업을 시도하였으며, 대규모 유동패턴을 정확히 예측해 내면서도 약 30%의 계산 비용의 절감을 얻을 수 있었다. 예분산판이 장착되지 않은 경우, 압력과 유량의 분포가 분사공 윗면에서 상당히 불균일하게 나타났는데, 이는 매니폴드 내에 존재하는 두 개의 대규모 유동 패턴에 기인한 것으로 생각된다.