초임계 스월 인젝터에서의 케로신 Surrogate 모델에 대한 수치적 연구

Numerical Study for Kerosene Surrogate Model in Supercritical Swirl Injector

초임계 환경에서 작동하는 액체 로켓 엔진의 케로신 스월 인젝터에서 케로신 물성치에 따른 인젝터 내외에서의 분사 특성을 연구하였다. 케로신의 물성치를 계산하기 위해 surrogate 모델이 적용되었다. 난류 수치 모델은 large eddy simulation을 기반으로 하였으며 SRK 상태 방정식, Chung의 기법을 포함하고 있다. 초임계 환경의 수치 해석 결과는 천이 임계 조건의 결과와 비교되었으며 스월 인젝터 내부의 액막과 중심부 사이의 밀도 및 점성 계수 분포의 차이가 관찰되었다.

Injection characteristics of a kerosene swirl injector of liquid rocket engine operating at supercritical environment have been investigated. Kerosene surrogate models are proposed to model the kerosene properties. Turbulent numerical model is based on large eddy simulation and contains Soave modification of Redlich-Kwong equation of state and Chung's model. Numerical analysis results at supercritical environment are compared with the one at transcritical condition. Differences of density and viscosity are analyzed at both liquid film and core gas in the swirl injector.