핀틀 형상이 추력 크기에 미치는 영향에 대한 수치해석적 연구

Abstract

본 논문에서는 Fluent의 Spalart-Allmaras 난류모델을 적용하여 연소실 내부에 설치된 핀틀 형상이 핀틀 추진기관 추력 크기에 미치는 영향을 수치해석으로 분석하였다. 핀틀이 존재하면 노즐목을 지나는 질량 유량율은 이론적으로 예측된 값 보다 항상 작았으며, 핀틀 직경이 커질수록 노즐목에서 경계층 두께가 차지하는 비율이 증가되어 노즐목의 질량 유량율이 더욱 감소하였다. 핀틀 직경이 커질수록 핀틀 팁에 나타나는 재순환 영역의 압력에 의한 추력은 증가하지만 노즐 및 연소실 압력에 의한 추력은 감소하여 총 추력은 핀틀 직경이 작은 것 보다 감소하였다. 핀틀 추진기관의 비추력은 큰 차이가 없었다. The effect of pintle shape on the thrust level of pintle-nozzle Solid Rocket Motor(PNSRM) was studied numerically using the Spalart-Allmaras turbulent model of Fluent. Mass flow rate of PNSRM was always less than theoretical value and the extent of decrease in mass flow rate grew in the large pintle because of increase in the relative boundary layer thickness between pintle body and nozzle wall. The bigger pintle size was, the more thrust of pintle tip pressure was obtained. Meanwhile the more thrust of nozzle and chamber pressure decreased. Hence, total thrust of big pintle was less than a small pintle under same throat area condition. Specific impulse was relatively flat for all pintle shape.