게시판 > 질답게시판 > 노즐의 확대부에서 충격파가 발생할 경우 출구 마하수는 어떻게 계산하나요?

스테파노 Stefano

17-08-11 12:03

(1) 인용한 두번째 수식이 만족하는 조건에서 첫번째 수식이 계산되는 것인데 잘 알려져 있다시피 두번째 수식은 이론적 시스템에서 적용되는 수식입니다.

말하자면 단열, 가역적 과정(즉 등 등엔트로피 과정)에서 압력과 부피(혹은 밀도)와의 관계를 나타내는 수식은 이론적(즉 이상적) 시스템에서만 적용됩니다. 단열조건 유지는 비교적 손쉬운 일이나 가역적 과정을 만족하려면 마찰손실이 전혀 없는 무한시간동안 아주 느리게 변화되는 장치로 만들어야 하나 실용적으로는 적용할 수 없는 조건에 해당합니다.

(2) 비가역성을 이론적으로 어렵기 때문에 유사한 혹은 동일한 장치를 만들어 실험적으로 측정하는 방법이 사용되어야 할 것입니다. 두번째 수식에서 사용되는 isentropic exponent(γ) 대신 polytropic exponent를 사용해서 압력과 부피의 관계식을 이용하여야 하는데 polytropic exponent (n)는 이론적으로 계산되는 parameter가 아니라서 동일 장치로 실험으로 측정하는 수 밖에 없습니다.

(3) 인용한 첫번째 수식에서 우변의 값이 1이되는 p 값을 구하면 음속에 도달하는 압력을 구할 수 있듯이, 충격파가 발생되는 위치에서의 p 값이 측정되면 isentropic exponent(γ) 미리 실험으로 구해놓은 polytropic exponent(n)를 이용하여 인용한 첫 인용수식을 이용하려 Mach No.를 구해야 할 것입니다.

결국 요즘 국제적인 비난을 받고 있는 북한이 미사일 발사 실험을 통하여 여러 데이터를 얻고 있는 것처럼, (간단한 일은 아니겠지만) 실험으로 구할 수 밖에 없을 것으로 봅니다.

한코 kimdw4545

17-08-11 21:48

그렇군요. 답변 감사합니다.

생각해보니 쇼크 발생은 원치않은 상황일 것 같은데, 실제 공정에서 일부러 쇼크를 일으키는 경우가 있나요?
그런 경우가 없다면 크게 신경쓸 문제는 아닐거같기도 하네요

스테파노 Stefano

17-08-14 09:13

Nozzle 내에서의 Shock는 Nozzle에 Back Pressure를 형성하면서 출력저하를 이르키겠지만 Nozzle 출구에서 Sonic Barrier가 만들어지면 추력을 얻는데 도움이 될 것이기 때문에 Nozzle 내부가 아니고 출구에서 나타나도록 구현하는 것이 희망사항이 되겠지요.

출구에서 Barrier가 만들어지면 수영선수가 반환점에서 벽을 차고 돌아오는 것과 같은 추진력을 얻는 효과가 날 것입니다.