A Study on Performance Characteristics of Second Throat Exhaust Diffuser with Back Pressure

Experimental and numerical studies were performed to investigate the performance and internal flow characteristics of a supersonic second throat exhaust diffuser (STED) with back pressure ($P_a$). An ejector system was used to vary the back pressure ($P_a$) conditions. The operating gas for the STED and the ejector was high pressure nitrogen at room temperature. When the back pressure ($P_a$) at a constant nozzle inlet pressure $P_0$) decreases, the pressure recovery location moves downstream. If the pressure ratio $P_0/P_a$) is the same, even if the nozzle inlet pressures $P_0$) are different, the diffuser's internal flow pattern and starting pressure ratio ($(P_0/P_a)_{st}$) are almost the same.

고공환경 모사용 이차목 디퓨저의 배압에 따른 성능 특성

본 연구에서는 이차목 디퓨저의 배압에 따른 특성과 디퓨저 내부의 유동을 확인하기 위해서 실험과 수치해석을 통하여 살펴보았다. 디퓨저의 배압($P_a$)조건을 모사하기 위해 이젝터를 사용하였으며, 디퓨저와 이젝터는 상온 고압기체질소를 사용하였다. 그 결과, 노즐전단압력($P_0$)이 동일할 때 배압($P_a$)을 낮추어 압력비($P_0/P_a$)를 높게 할수록 압력회복이 디퓨저 후단에서 이루어짐을 확인하였다. 노즐전단압력($P_0$)이 다르더라도 압력비($P_0/P_a)$가 동일하다면 디퓨저 내부의 유동특성이 거의 동일함을 확인하였으며, 시동압력비($(P_0/P_a)_{st}$) 또한 일치함을 확인하였다.