Numerical Study on Flow Characteristics Analysis and Performance Evaluation for Performance Improvement of Center Body Diffuser for High Altitude Simulation

본 연구는 고고도 모사용 CBD의 안정적인 운용을 위해 수치해석을 수행하였다. 상온 공기를 적용한 기존 연구와 Chemical Equilibrium Analysis(CEA)를 통해 도출된 연소 가스를 적용한 해석을 비교하였다. 물성치 및 온도 차이에 따른 유동장 및 온도장 특성과 성능을 평가하였다. 해석 결과, 두 유체의 물성치와 온도 차이로 인해 CBD 내부의 유동 특성 및 온도 분포에 명확한 차이가 발생하였다. 특히, 충격파 형성 위치와 Shock Wave Boundary Layer Interaction(SWBLI)에 의한 유동 박리 및 재순환 영역의 분포에서 차이가 뚜렷하게 나타났다. 이로 인해 CBD 내부의 압력 회복 속도와 벽면 국소 압력 분포에도 차이가 발생하였으며, 이는 CBD 운용 안정성에 중요한 영향을 미치는 것으로 확인되었다. 또한, 유동 특성 차이에 따른 온도 분포 변화로 추가적인 냉각 설계의 필요성이 제기되었고, 이는 고고도 모사 장치의 효율적인 운용을 위하여 반드시 고려되어야 할 요소임이 확인되었다.