• 한국전산유체공학회지
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• 제6권2호
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• pp.32-39
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• 2001

Hypersonic analysis on the KSR-Ⅲ payload configuration has been performed using an axisymmetric Navier-Stokes code. A numerical code based on the Harten and Yee's upwind TVD scheme with simplified curve fits in the chemically reacting equilibrium air was developed. The carbuncle phenomenon on detached shock in front of the payload is controlled by using pressure gradients to tune the dissipation. Chemically reacting equilibrium computations for the reentry flight conditions of Mach No. 10.2, 8, 4.9 are presented and compared with the results of calorically perfect gas.

• 한국전산유체공학회지
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• 제8권4호
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• pp.1-5
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• 2003

A Thin-layer Wavier-Stokes equations are applied for the hypersonic flow over blunt bodies with applications to laminar as well as turbulent flows. The equations are expressed in the forms of flux-vector splitting and explicit algorithm. The upwind schemes of Steger-Warming and Van Leer are investigated to predict accurately the heating loads along the surface of the body. A mixed scheme has been presented for the differencing the convective terms and the mixed scheme is found to be less dissipative producing accurate solutions.

• 한국항공우주학회지
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• 제31권7호
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• pp.1-8
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• 2003

본 논문은 극초음속 유동과 공력가열 해석에서 나타나는 공기 반응의 수치해석적 특징을 다루고 공기반응을 효율적으로 해석하는 부분 내재적 적분법을 공기반응에 적용하였다. 안정적 계산을 위해 화학반응 자코비안이 필수적임을 밝혔으며 자코비안의 양의 실수 특성치로 인한 수치기법의 경직성은 일반적인 연소반응에 비하여 미약하였다. 공기반응에서 부분 내재적 적분법은 화학종 순서의 종속성이 없었으며 완전 내재적 적분법과 동일한 수렴율과 계산 결과를 보였다. 극초음속 유동해석에 부분 내재적 적분법을 적용하면 전체 연산 시간이 감소되었다.

• 한국전산유체공학회:학술대회논문집
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• 한국전산유체공학회 2001년도 추계 학술대회논문집
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• pp.91-97
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• 2001

The thin-layer Navier-Stokes equations are solved for the hypersonic flow over blunt cone configurations with applications to laminar as well as turbulent flows. The equations are expressed in the forms of flux-vector splitting and explicit algorithm. The upwind schemes of Steger-Warming and van Leer are investigated in their ability to accurately predict the heating loads along the surface of the body. A comparison with the second order extensions of these schemes is made and a hybrid scheme incorporating a combination of central differencing and flux-vector-splitting is presented. This scheme is also investigated in its ability to accurately predict heat transfer distributions.

• 한국항공우주학회지
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• 제46권8호
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• pp.652-661
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• 2018

고속 고온 유동에서 나타나는 고온 기체 현상을 모사하기 위해서는 마하수뿐 아니라 절대속도도 재현할 수 있어야 한다. 이러한 유동을 초음속 유동과 구분하여 극고속 유동이라 부르며, 충격파 터널과 같은 고엔탈피 시험 장치를 통해 연구가 이루어지고 있다. 그러나 이러한 고엔탈피 시험 장비는 높은 온도와 압력 때문에 노즐에서 열화학적 비평형 현상을 경험하게 되며 기존의 이론적 방법으로 그 실험 조건을 규정하기 어렵다. 이에 본 연구에서는 알려진 비평형 노즐 코드의 단점들을 보완하고 충격파 터널의 운용 조건에서 시험부 유동 특성을 빠르게 예측하기 위하여 열화학적 비평형을 고려한 준 1차원 노즐 해석 코드를 개발하였다. 개발된 코드는 시험 결과 및 2차원 축대칭 해석 결과와 비교를 통하여 충격파 풍동 시험부 유동 조건 예측을 위한 활용성 및 한계를 살펴보았다.

• 한국전산유체공학회지
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• 제4권3호
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• pp.63-70
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• 1999

A Direct simulation Monte-Carlo (DSMC) code is developed, which employs the Monte-Carlo statistical sampling technique to investigate hypersonic rarefied gas flows accompanying chemical reactions. The DSMC method is a numerical simulation technique for analyzing the Boltzmann equation by modeling a real gas flow using a representative set of molecules. Due to the limitations in computational requirements. the present method is applied to a flow around a simple two-dimensional object in exit velocity of 7.6 km/sec at an altitude of 90 km. For the calculation of chemical reactions an air model with five species (O₂, N₂, O, N, NO) and 19 chemical reactions is employed. The simulated result showed various rarefaction effects in the hypersonic flow with chemical reactions.

• 한국항공우주학회지
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• 제45권12호
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• pp.1031-1038
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• 2017

공기 흡입식 엔진의 성능 향상을 위하여 흡입구를 통한 유입공기의 전압력 회복률을 최대로 하는 것은 엔진 설계에 있어서 매우 중요하다. 흡입구의 각 램프 단에서 발생하는 충격파의 세기를 동일하게 흡입공기를 압축하면 흡입구에서의 최대 전압력 회복을 보장한다는 Oswatitsch 기법이 극초음속에서도 유효한지를 조사하였다. 극초음속 영역에서의 흡입구 작동 한계를 고려하여 압축 특성 및 열역학적 관점에서 유입 마하수에 따른 흡입구의 압축램프 각도와 램프 수에 따른 흡입구 성능을 비교하여 각단에서 발생하는 충격파 강도에 영향을 주는 경사 충격파에 수직한 마하수의 비선형성을 분석하였다. 이 분석을 근거로 Oswaitisch 기법이 초음속에서 뿐만 아니라 극초음속 비행 영역에서도 유효한 결과를 도출할 수 있음을 확인하였다.

• 한국항공우주학회지
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• 제48권5호
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• pp.323-334
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• 2020

경계층 천이는 극초음속 비행체의 열공력 성능에 직접적인 영향을 미치기 때문에, 성능 해석과 설계를 위해 천이지점의 정확한 예측 능력이 필수적으로 요구된다. 본 연구에서는 극초음속 경계층 천이 예측을 위한 γ-Re_θt 모델을 개선하고 검증하였다. 천이 시작 위치 결정에 영향을 주는 간헐도 수송방정식 생성항의 계수를 압축성 경계층 상사해를 기반으로 마하수와 벽면온도, 자유류 정체온도 등에 대한 함수 형태로 구성하고 적용하였다. 기본 모델의 Re_θc와 F_length 상관관계식에 마하수에 따른 천이 시작 운동량두께 레이놀즈수와 천이구간의 길이 변화를 반영할 수 있도록 마하수에 대한 관계식을 추가로 결정하여 적용하였다. 실용적인 사용을 고려하여 제안 모델을 상용 CFD 코드에 적용하였으며, 검증을 위해 모델을 사용하여 극초음속 평판과 원뿔 경계층 해석을 수행하였다. 실험 결과와의 비교를 통해 마하수와 단위 레이놀즈수 변화에 대한 개선된 예측성능을 확인하였다.