공기를 이용한 축소형 4노즐 클러스터드 엔진 저부 유동의 CFD 해석 검증

A Study on the Accuracy of CFD Prediction for Small Scaled 4 Nozzle Clustered Engine Using Air

공기를 이용한 축소형 4 노즐 클러스터드 엔진 저부 유동에 대한 CFD 해석을 수행하여 격자 및 차분법, 난류 모델에 따른 비교를 수행하였다. 해석 결과 Roe나 AUSM 차분에 따른 차이는 발견되지 않았으나, 난류 모델에 따른 차이는 적지 않은 것으로 나타났다. 본 연구의 결과로는 Spalart-Allmaras 1 방정식 난류 모델이 SST k-w 모델에 비하여 경향성을 잘 맞추는 것으로 드러났다. 엔진 저부의 마하수, 압력 속도 등의 변화를 분석하면, 엔진과 엔진 사이의 외부 노출 공간에서 유동의 목을 형성하는 것은 아닌 것으로 보이고 이는 노즐과 노즐 사이의 공간이 목을 형성한다는 일부 해석적 이론에서 가정한 상황과 약간 다른 것이다.

CFD simulation has been conducted on a small scaled 4 nozzle clustered engine operating with air. In the present paper, the effects of grid size, turbulence models, flux difference methods have been compared. The results show that the base flows are somewhat different as the turbulence models, while Roe and AUSM flux differences produced almost the same results. Spalart-Allmaras turbulence model produces more accurate results rather than famous SST k-w model. The calculated Mach number and pressure profile in the engine base reveal the complex base flow structure, which is somewhat different from the generally estimated flow fields.