덕티드 로켓의 이차 연소기 내에서 입자의 크기와 속도비가 유동 혼합에 미치는 영향

Abstract

본 연구에서는 유동의 속도비와 입자의 크기가 덕티드 로켓의 2차 연소기 내의 유동 혼합 특성에 미치는 영향을 고찰하였다. 연구의 실험적 기법으로는 PIV(Particle Image Velocimetry)가 적용되고 수치적 방법으로는 LES(Large Eddy Simulation)가 사용되었다. PIV 입자로는 직경 <TEX>$5{\mu}m$</TEX>와 <TEX>$50{\mu}m$</TEX>의 폴리스틸렌이 각각 사용되었고, 속도비는 각각 5, 3, 1.5로 수행되어졌다. 고속유로를 통한 유동이 저속유로의 유동과 혼합되어 재부착점과 재순환 영역을 형성하였고, 속도비가 작을수록 재순환 영역이 커졌다. 큰 입자를 적용한 경우가 증가된 모멘텀에 의해 재순환 영역이 크게 나타났고, 유동 특성에 대한 속도비의 영향은 작은 입자를 적용한 경우에 비해 크지 않게 나타났다. In this study, the effect of velocity ratio and particle size on the flow mixing characteristics in the secondary combustor was investigated. Both PIV(Particle Image Velocimetry) technique and LES(Large Eddy Simulation) were applied. Two sizes of Polystyrene PIV seeding particle of 5 and <TEX>$50{\mu}m$</TEX>, and three velocity ratios of 5, 3, and 1.5 were considered. Results showed that the mixing of two air streams created reattachment and recirculation regions. The size of the recirculation region was decreased as the velocity ratio increased. For the larger particle cases, due to the increased momentum by the larger particles, the size of the recirculating regions were larger than that of the smaller particle cases and the effect of the velocity ratio was not as significant as in the smaller particle case.