KSR-III 매니폴드의 추진제 분사균일성 해석

3단형 과학로켓의 주엔진 추진제의 분사균일성에 대하여 수치해석을 수행하고 설계 개선안을 도출하였다. 분사기 유로는 동일한 압력강하를 가지는 다공성 매질로 처리하였다. 산화제와 연료 모두 공급 유로의 반대쪽에서 분사속도가 높은 것으로 예측되었으며 이는 유동정체에 따른 정압 상승에 기인한다. 산화제 매니폴드 내부의 수직분리판에 유로를 구성함으로써 매니폴드 중심과 외곽에서의 분사균일성을 향상시킬 수 있었다. 산화제 공급유로가 경사를 가지더라도 분사균일성과 압력손실에 미치는 영향은 거의 없었다. 또한 산화제/ 연료에 대한 분사속도로부터 혼합비의 분포를 예측하였다.

A numerical analysis on the uniformity of propellant injection velocity of KSR-III has been carried out to give design improvements. Injector holes were approximated as porous media with the same pressure drop . The injection velocity is higher at the opposite side of the inlet for both LOX and fuel due to the static pressure rise in the stagnation region. Flow passages at the vertical circular plate in the LOX dome increase the uniformity of LOX injection. Little change was observed in the injection uniformity and pressure drop for the slanted LOX passage. Also provided were the O/ F ratio distributions from the oxidizer/ fuel injection velocity analysis.