Numerical Analysis for Thermal Response of Silica Phenolic in Solid Rocket Motor

고체 로켓 추진기관에서 실리카/페놀릭 열반응 해석 연구

In this paper, the numerical analysis for heat conduction of silica/phenolic composite material, which is used for solid rocket nozzle liner or insulator, was conducted. 1-D Finite Difference Method for the analysis of silica/phenolic during the firing of solid rocket motor was used to calculate the heat conduction considering the surface ablation and the thermal decomposition. The boundary condition at the nozzle wall took into account the convective heat transfer, which was obtained by integration equation. The numerical results of the surface ablation and char depth were compared with the results of test motor that is TPEM-10. It was found that the result of calculation is favorably agreed with the thermal response of test motor.

본 논문에서는 고체 로켓 추진기관에서 내열재 및 단열재로 사용되는 실리카/페놀릭 복합재료의 열 반응을 고려한 열전도 수치해석을 수행하였다. 고체 로켓 추진기관의 연소 중 실리카/페놀릭의 삭마와 열분해 과정을 고려한 열전도 해석을 위해 1차원 유한차분법을 이용하여 계산을 수행하였다. 노즐벽에서의 경계조건은 대류열전달계수를 고려하였으며, 이는 적분방정식을 이용하여 계산하였다. 삭마두께 및 숯깊이 해석결과는 목삽입재 평가 모터인 TPEM-10을 이용한 시험결과와 비교분석하였으며, 잘 일치하는 것을 확인할 수 있었다.