고속 추진체 실험 안정성 확보용 열차폐 시스템에서의 동적 열유체 모델링

Abstract

본 연구에서는전산유체해석을이용하여 고속 제트 추진체 실험용 열차폐(Thermal shield) 시스템의 열 유동 및 냉각 시스템에 따른 온도 변화를 확인하였다. 고속 추진체 모사 실험장치의 안정성을 위해 열차폐 챔버 초기 모델을 SoildWorks를 이용하여 설계하였고, 전산열유체해석 프로그램인 Ansys Fluent를 이용하였다. 변수연구를 수행하기 위하여 형상 및 운전 변수에 의한 5개의 모델을 만들었고, 각 모델 변수에 대한 변위를 대입하여 최적 모델을 선정하였다. 본 연구의 목적인 전산유체해석 수행결과 열차폐 챔버의 성능을 보증하며 냉각 시스템의 적용으로 한계성 고온의 열전달을 감소할 수 있는 설계안을 도출 하였다. 본 연구에서는 전산유체해석 검증으로 실제 챔버 제작 과정에서 안정성 및 비용절감을 할 수 있었고, 궁극적으로 열차폐 챔버 냉각 시스템의 신뢰성을 입증하였다. 추후 다양한 실험과 전산해석모델의 비교 검증이 보강된다면 고속 추진체 모사실험 연구 발전에 크게 기여할 수 있다고 사료된다.