초음속 유동 내 벤트 혼합기의 형상적 특성에 따른 성능 연구

Abstract

본 논문은 새로운 개념의 초음속 혼합기인 벤트 혼합기의 형상적 특성에 따른 공력 특성을 연구하였다. 홀의 크기는 2 mm이며 혼합기 벽면에서 2 mm 떨어진 곳에 위치한 모델(case 1)과 혼합기 벽면 뒤쪽에 위치한 모델(case 2)의 경우 같은 전압력 회복율을 보였으며, 홀의 크기를 반으로 줄인 1 mm(case 3) 모델은 cases 1, 2에 비해 낮은 전압력 회복율을 보였다. 재순환 영역의 크기는 cases 1-3은 같지만 전단층 두께는 cases 1, 2가 case 3 보다 두꺼웠다. 재순환 영역 내 압력 손실의 경우 cases 1, 2은 case 3에 비해 낮은 압력 손실과 높은 속도 구배를 보였으며, 이는 재순환 영역 내 공기와 연료의 혼합을 증대시키는 요인이다. 재순환 영역 내로 유입 되는 유동에 의해 형성되는 박리 버블은 연소기의 전압력 회복율과 재순환 영역 내 압력 분포와 순환 유동에 영향을 미친다. 따라서 박리 버블 형성에 영향을 주는 유입 공기 유량이 벤트 혼합기 성능에 주요한 영향을 미치는 것을 알 수 있다. This paper studies the aerodynamic performance that the vent mixer-new conceptual supersonic mixer-showed with its geometric characteristics. The hole is 2 mm with 2 mm's distance from the wall in case 1 and with no distance in case 2. In case 3 die hole is 1 mm. Case 1 and case 2 showed the same total pressure recovery ratio, of which the case 3 was lower than that. While cases 1-3 had the same reattachment length, the shear layer was thicker in cases 1 and 2 than in case 3. Within the recirculation zone, cases 1 and 2 had lower pressure loss and higher velocity gradient difference than case 3-they enhance mixing between air and fuel. Separation bubble which is developed by the inflow into the recirculation zone has a significant effect on the total pressure recovery ratio in the combustor. Also separation bubble influences pressure distributions and recirculation flows in the recirculation zone. Therefore, inflow rate of air into the recirculation zone mainly affects the performance of vent mixer.