모형 램젯 연소기에서 액체제트의 다상유동 해석

Multiphase Simulation of a Liquid Jet in a Lab-scale Ramjet Combustor

상용 전산유체해석 프로그램을 사용하여 오리피스형 분사기에서 수직분사 액체 제트의 다상유동을 해석하였다. 본 연구의 목적은 오리피스형 분사기 분무 특성을 이해하고 연소기 내부 위치에 따른 유동조건와 항력계수와의 관계식을 구하는 것이다. 수치해석 결과 모형 램젯 연소기에서 수직분사 유동해석은 난류점성모델인 Realizable $k-{\varepsilon}$ 모델과 다상유동모델인 DPM 모델이 유효함을 확인하였다. 또한 오리피스형 분사기에서 레이저 흡수법을 사용하여 측정한 실험결과(증기농도분포)는 수치해석 결과와 잘 일치하였다.

The multiphase simulation of a liquid jet in a lab-scale ramjet combustor with a plain orifice type injector was studied with a commercial CFD tool, a FLUENT program. The objectives of the current study are to analysis the breakup characteristics of a hexane liquid jet in a cross flow and to derive the correlation between flow conditions and drag force coefficients in a test section. From the result of a numerical simulation, we concluded that a DPM and Realizable $k-{\varepsilon}$ model with an enhanced wall treatment were available to simulate the multiphase flow simulation. And the calculated distribution of a hexane vapor concentration was well-matched with experimental results.