이중 연소 램제트 엔진에서 연소기 형상에 따른 초음속 난류 부상 화염의 안정성 연구

Effects of Combustor Configuration on the Stability of Supersonic Turbulent Lifted Flame in a DCR Engine

이중 연소 램제트(DCR) 엔진의 주 연소기에서 초음속 연소 현상을 수치해석을 동하여 연구하였다. 초음속 연소 유동은 유동의 압축성 효과에 연소 안정성이 크게 영향 받으므로, 일정 단면적 부분의 길이 및 확산 각에 대한 영향을 살펴보았다. 동일한 입구 조건에서의 해석의 결과 이중 연소 램제트 엔진 연소기의 연소 유동은 기본적으로 난류 부상 화염의 특징을 가짐을 알 수 있었으며, 부상 화염의 높이는 초음속 확산각이 작고 일정 단면적 부분이 긴 경우, 분사기 가까이 유지되만, 확산각의 변화에 심하게 영향 받아 작은 변화에도 부상화염의 높이가 크게 증가하거나 연소기 밖으로 blow-out 되므로, DCR 연소기의 설계에는 화염의 안정성이 충분히 고려되어야 함을 알 수 있었다.

Supersonic combustion phenomena in the main combustor of a dual combustion ramjet (DCR) engine are studied numerically. Since the supersonic combustion is affected significantly by the compressibility effects parametric studies have been carried out for the constant are length and the divergence angle. Numerical studies with fixed inflow condition for different geometric configurations reveals that the supersonic combustion in DCR combustor has the characteristics of lifting flame, where the lifting flame is maintained near the injector tip for the case of long combustor length with small divergence angle, but the lifting height is significantly increase for large divergence angle resulting flame blow-out of the combustor. Therefore, it is concluded that flame stability should be considered sufficiently in the design o DCR combustor.