Abstract

The Present study uses non-Newtonian simulant gel propellant mixed by Water, Carbopol 941, and NaOH solution in order to analyze the gel propellant flow behavior. Rheological data have been measured and obtained prior to the analysis of flow characteristics where water-gel propellant as well as water-gel propellant with $Al_2O_3$ nano particles are both used. The critical Dean number were examined by numerical simulation of gel propellant in the U-shape duct flow. It is found that though gel-nano propellants have higher apparent viscosity, the critical Dean number did not showed notable difference with respect to the water-gel propellant. It is believe that this is due to the fact that the power law index of both propellants have close value, as was demonstrated by Fellouah et al.[1]

젤 추진제와 유변학적 특성이 유사한 모사 젤 추진제를 물, Carbopol 941, NaOH 농축액을 혼합하여 제작하였고, $Al_2O_3$ 나노 입자를 첨가하여 점도 특성을 비교하였다. 두 가지 모사 추진제의 물성치를 바탕으로 곡관 덕트 내에서의 유동특성을 수치모사하여 해석하였고 덕트에 Dean vortices가 발생하는 임계 Dean 수를 도출하였다. 젤-나노 추진제의 경우 비록 높은 겉보기 점성계수를 가지나 젤 추진제와 비교시 같은 범위의 임계 Dean 수가 도출되었다. 이는 Fellouah et al.[1]이 제시한 바와 같이 비슷한 값의 Power law 지수에 기인하는 것으로 판단된다.

Keywords

• Gel Propellant;
• Nano Fluid;
• Curved Duct;
• Dean number;
• Secondary Flow

• 젤 추진제;
• 나노유체;
• 곡관 덕트;
• Dean 수;
• 2차 유동;