킥모터 슬래그 적층에 대한 수치해석
Numerical Analysis for Slag Deposition in the Kick Motor
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초록
KSLV-I의 상단부 킥모터의 정확한 성능예측을 위해서 슬래그 적층량을 예측하였다. 수치해석의 타당성을 확인하기 위해 KM 4호기의 질유량에 대한 시험값을 비교하였다. 비행 중 KM 슬래그 적층해석을 위해 각 시점별 내부유동 현상을 해석하였다. 알루미늄 액적의 궤적을 통해 슬래그가 모터 내부에 적층되는 현상을 나타내었다. 유동현상 및 액적의 적층 현상을 Flunet 6.3을 사용해서 수치해석을 수행하였다. 슬래그 적층량을 예측하는데 비행중의 가속도, 액적 출발점 위치, 액적의 크기 등에 대한 영향을 분석하였고 이를 고려하여 총 슬래그양을 예측하였다. 이 예측값을 지상시험 결과를 이용해서 예측되는 슬래그양과 비교하였다.
Abstract
Slag mass deposition was required to predict performance accurately of KSLV-I kick motor(KM) system. The validation of the numerical analysis was performed with mass flow rate measured at 4th ground test of the KM. The study described here included internal flow field of KM at various time steps during burning. Slag mass accumulation was computed through the aluminum oxide particle paths to deviate from the gas flow streamlines in flight. These numerical analysis was performed with Fluent 6.3 program. The effects for the acceleration, origins and diameters of the aluminum oxide particles was analyzed, finally the total slag mass accumulation was acquired. We confirmed that the slag mass deposition was agreement well with predicted slag mass based on kick motor the grounded test.
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