동축·핀틀 분사장치의 캐비테이션 및 분무-압력 동특성 해석 연구

Cavitation and Spray-Dynamics Analysis in Swirl-Coaxial and Pintle Injectors

연구 내용

동축 및 핀틀 분사장치에서 비균일 유동분포와 캐비테이션, 액막 병합·분열, 자기펄세이션이 분무각·분무 구조·압력 진동에 미치는 영향을 해석하고 설계 지침을 도출하는 연구

액체중심 스월 동축 인젝터와 연속형 핀틀 인젝터에서 내부 유동 분포와 캐비테이션이 분무 특성과 압력 동특성에 미치는 영향을 다룹니다. 비균일 center-flow 분포가 단일/이중 인젝션의 압력강하 및 분무각에 미치는 차이를 콜드플로우 실험으로 확인하고, 캐비테이션에 의한 출구 면적 변화가 분무각 예측에 미치는 영향을 모델링합니다. 또한 리세스 영역에서 기체-액막 상호작용으로 유발되는 self-pulsation과 Kelvin-Helmholtz, Rayleigh-Taylor 계면 불안정 요인을 기반으로 주파수 성분과 분무 구조(“neck”, “shoulder” 등) 변화를 수치적으로 분석합니다. 이러한 결과는 추력기 분사기 설계 최적화로 연결됩니다.

관련 프로젝트

6건

연구 흐름

2022년에는 액체중심 스월 동축 인젝터에서 리세스 길이가 동특성에 미치는 영향을 수치적으로 분석하며 기초 설계 변수를 정리했습니다. 2024년에는 연속형 핀틀 인젝터로 연구를 확장해 비균일 center-flow 분포와 캐비테이션이 분무각과 압력강하에 미치는 영향을 실험 기반으로 규명했습니다. 2025년에는 리세스 길이 조건에서 자기펄세이션 발생 영역과 압력 진동·분무 패턴의 주파수 특성을 시뮬레이션으로 비교하며 설계 민감도를 강화했습니다. 2026년에는 액막 병합과 분열이 유발하는 분무 오실레이션을 특성화하여 분무 구조 형성 메커니즘을 구체화하는 흐름으로 이어졌습니다.

활용 가능성

활용 가능성은 알앤디써클 특화 AI 에이전트가 생성한 내용으로, 실제 연구 가능 여부는 연구실과의 논의가 필요합니다.

소형 추력기 분사기 형상 최적화
액체중심 스월 동축 인젝터 설계
캐비테이션 억제 및 예측 모델
분무각 예측 및 보정 기법
자기펄세이션 제어 설계 변수 도출
액막 병합-분열 기반 분무 특성화
추력기 수류시험 데이터 해석
고효율 연소를 위한 분사 균일도 개선
비행 임무 성능 연계 분사 성능 평가
뉴스페이스 상단엔진 분사 시스템 개발