Abstract
Optimal supersonic diffuser shape of integrated rocket ramjet engine was derived which maximizes the total pressure recovery. Mass flux is considered as a design constraint and the second oblique shock angle of the external ramp, the cowl-lip angle and the throat area are selected as design variables. Refined response surface method through design space transformation technique was developed and employed, and high confidence level of the regression model could be obtained. Genetic algorithm was implemented for both system optimizer and subspace regression model optimization. Virtual nozzle was located at the end of throat to adjust the back pressure. With only 20 aerodynamic analyses, optimal supersonic diffuser shape which has 14% improved total pressure recovery characteristics was successfully designed.
전압력 회복율을 최대로 하기 위한 IRR형 램젯 공기 흡입구 초음속 확산부의 최적형상 설계를 수행하였다. 질량유량을 제약조건으로 고려하고 외부램프에서의 두 번째 경사충격파와 카울립 형상, 그리고 흡입구 목의 단면적을 설계변수로 선택하였다. 효율적인 최적화를 위해 설계변수 변환을 통한 개선된 반응면 기법을 사용하였으며 설계반복을 통해 높은 신뢰도의 반응면을 구성할 수 있었다. 최적화 기법으로 유전자 알고리즘을 사용하였으며, 이차원 Euler Code를 사용하여 공력해석을 수행하였다. 배압조건의 적용을 위해 흡입구 목 뒤로 가상의 노즐을 장착하였고 총 20회의 계산으로 종말충격파 이후의 전압력 회복율이 기준형상에 비하여 14% 향상된 초음속 확산부 최적형상을 설계할 수 있었다.
