이상 유동장 수치해석을 통한 터보펌프 인듀서 성능 예측 연구

Abstract

본 연구에서는 이상유동 해석을 통한 터보펌프 인듀서의 성능 예측 연구를 주로 다룬다. 터보펌프 인듀서의 작동유체를 물 뿐만 아니라 극저온 유체에도 적용하기 위해 온도효과를 모사할 수 있는 지배방정식 및 상태방정식을 사용하였다. 또한 공동영역 주변의 압축성 영역 및 액체상 영역의 비압축성 영역을 동시에 안정적이고 효과적으로 해석할 수 있는 수치기법들을 적용하였다. 이를 통해 매질을 물로 한 경우 터보펌프 인듀서의 가압성능을 예측하고 실험 결과와 비교하였다. 또한 극저온 유체를 매질로 한 경우와의 비교를 통해 극저온 공동현상의 특징을 살펴보았다.

This research deals with performance prediction of turbopump inducer through the two-phase flow computations. To describe the thermal effects of cryogenic fluids and two-phase flows, we used the additional governing equation for one-phase mass conservation law and accurate equation of states. Also we used the stable and accurate numerical schemes for cavitating flows which incompressible and compressible regimes are co-exists. As a results, we simulated cavitating flows around turbopump inducer with cold water and cryogenic fluids, and examined the differences of flow characteristics depending on the working fluids.