A Flow Characteristics for a Separation Behavior of Two-body Vehicle

비행 조건에 따른 비행체 단분리의 주위 유동장 해석

A numerical investigation of the stage separation behavior of two-body vehicle focusing on its flow characteristics were carried out. For this simulation, separation of a booster from vehicle was modeled by a chimera grid system and calculated by using commercial code, CFD-FASTRAN$^{TM}$. Consideration of a spring force, gravity and relative acceleration of a booster was the essential factor that simulates the realistic situation. In this study, It was validated that the booster separation time decreases with increase in flight mach number and angle of attack. In view of the results so far achieved, it was expected that the dynamics modeling and boundary condition set up applied in this study will be helpful in a estimation of a safe stage separation and event sequence of flight test.

본 연구에서는 중첩된 두 비행물체에서 단분리 시 일어나는 주위 유동장 해석에 초점을 맞춰 해석을 수행하였다. 수치적인 해석을 위하여 정지된 비행체에서 분리되는 실린더 형태의 부스터를 중첩격자를 이용하여 모델링 하였으며 상용해석코드인 CFD-FASTRAN$^{TM}$을 사용하여 계산하였다. 실제 현상을 모사하기 위하여 경계조건 및 외력을 도출하였으며 각 비행조건에 따른 부스터 분리 시 주위 유동장 해석을 수행하였다. 단분리 시의 비행속도와 받음각 조건에 대한 해석결과를 이용하여 실제 분리 현상을 모사할 수 있는 수치적인 경계조건을 파악하고 안전한 단분리 예측에 본 연구결과를 활용하고자 한다.