3차원 직사각형 노즐에서 역유동 추력벡터 제어 평가

Assessment of the Counter-Flow Thrust Vector Control in a Three-Dimensional Rectangular Nozzle

직사각형 초음속 노즐의 3차원 역유동 추력벡터 제어 시스템에 대한 공기역학적 특성을 조사하기 위하여 수치해석을 수행하였다. 이 초음속 노즐은 특성곡선법에 의하여 설계되었으며, 그 설계 마하수는 2.5이다. 2차 유동 덕트의 갭 높이를 변수로 하여 역유동 추력벡터 제어 시스템의 성능을 조사하였다. 상부 흡입 칼라의 중심선을 따르는 정압 분포, 편향각, 2차 질량유량비 및 합성 추력계수와 같은 주요 매개변수가 정량적으로 분석되었다. 또한 전체 유동장의 특성을 알아보기 위하여 대칭 평면에서의 유선, 3차원 등마하수분포 및 3차원 난류에너지분포를 조사하였다.

Computational assessment of gas-dynamic characteristics is explored for a three-dimensional counter-flow thrust vector control system in a rectangular supersonic nozzle. This convergent-divergent nozzle is designed by Method of Characteristics and its design Mach number is specially set as 2.5. Performance variations of the counter-flow vector system are illustrated by varying the gap height of the secondary flow duct. Key parameters are quantitatively analyzed, such as static pressure distribution along the centerline of the upper suction collar, deflection angle, secondary mass flow ratio, and resultant thrust coefficient. Additionally, the streamline on the symmetry plane, three-dimensional iso-Mach number surface contour, and three-dimensional turbulent kinetic energy contour are presented to reveal overall flow-field characteristics in detail.