• 한국추진공학회:학술대회논문집
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• 한국추진공학회 2002년도 제18회 학술발표대회 논문초록집
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• pp.55-56
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• 2002

노즐로부터 방출되는 초음속 제트유동의 특성은 노즐의 공급압력과 배압의 비에 따라 결정된다 노즐 배압에 상대적인 노즐 출구면에서 발생하는 압력의 크기에 따라 제트 유동은 과팽창, 적정팽창, 그리고 부족팽창의 형태로 된다. 종래 주로 단면이 원형인 초음속 노즐로부터 방출되는 자유제트에 관하여 많은 연구가 수행되어, 제트 유동의 특성이 비교적 잘 알려져 있다. 이들 연구 결과에 의하면, 제트 내부에서 발생하는 충격파 시스템은 노즐 출구면에서 유동의 팽창상태에 의존하게 되며, 제트 유동은 주위의 기체를 흔입(entrainment)하여, 유동의 하류방향으로 제트 폭이 확대되며, 유속은 감소하게 된다.

• 한국항공우주학회지
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• 제39권8호
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• pp.744-749
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• 2011

본 논문에서는 핀틀 로켓의 초기 최적 노즐 팽창비를 결정하는 방법에 대해서 제시하였다. 초기 최적 노즐 팽창비는 최대/최소 압력의 추력 계수로부터 계산되는 질량 가중 추력 계수를 최대화시켜 결정하였으며 이는 주어진 임무를 수행함에 있어 소요되는 추진제무게가 최소화되는 조건과 일치한다. 초기 최적 노즐 팽창비 결정에 영향을 주는 인자는 최대 압력, 추력조절비 그리고 총추력비이며 이중에서 총추력비가 가장 큰 영향을 준다.

• 한국추진공학회:학술대회논문집
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• 한국추진공학회 2009년도 제33회 추계학술대회논문집
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• pp.253-256
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• 2009

과팽창 상태 추력 노즐 내부의 측력(Lateral Force)발생에 대한 기초적 연구 분석을 실험적, 수치 해석적 방법으로 수행하였다. 엔진 정지 과정시 추력 노즐 내에 발생하는 압력진동을 조사하였다. 구동 압력비 변화에 따른 벽 압력 분포를 측정 및 쉴리렌 가시화를 수행하였다. RSS(Restricted Shock Separation)에서 FSS(Free Shock Separation)로 천이하는 순간 벽 압력 피크값이 발생하였다.

• 대한기계학회논문집B
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• 제34권3호
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• pp.237-243
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• 2010

본 논문에서는 수치해석과 공압실험으로 핀틀 로켓에 적용된 핀틀 형상이 추력과 항력에 미치는 영향을 분석 하여 제시하였다. 핀틀 움직임으로 노즐목 면적이 감소할 때 연소실 압력은 부드럽게 증가한다. 그리고 핀틀 몸체의 압력에 의한 추력은 연소실 압력에 비례하여 증가하였으며 노즐 벽면 압력에 의한 추력 보다 큰 값을 가졌다. 그리고 노즐 내부의 충격파가 핀틀 형상과 압력비에 따라 변하기 때문에 노즐 벽면 압력에 의한 추력은 연소실 압력에 무관하였다. 핀틀에 의한 항력은 연소실 압력과 무관하게 완전히 선형적인 핀틀 형상에 서 최소 크기를 가졌다.

• 대한기계학회논문집B
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• 제34권10호
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• pp.933-939
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• 2010

본 연구는 타원형 노즐과 원형 노즐 내부에서 발생되는 cavitation의 발생 및 성장을 실험적으로 관찰하였다. 원형 노즐과 타원형 노즐의 cavitation 특성을 가시화 하기위해 투명한 아크릴로 노즐을 제작하였다. 실험에 사용된 노즐들은 같은 단면적으로 제작되었으며, 타원형 노즐의 경우 형상비(a/b)를 다르게 하였다. 분사압력의 증가에 따라 노즐내부 유동은 no cavitation, cavitation, hydraulic flip 영역으로 나뉘어졌다. 노즐의 형상에 상관없이 no cavitation과 cavitation 영역에서는 분사압력의 증가에 따라 유량은 증가하며, 유출계수는 감소하는 경향을 나타냈다. 그러나 hydraulic flip 영역에서의 유량계수는 일정한 값을 나타냈다. 타원형 노즐은 원형 노즐에 비해 높은 cavitation number에서 cavitation이 성장, 발달하였다. 특히 타원형 노즐에서는 장축의 cavitation length가 단축보다 길게 나타났다.

• 항공우주기술
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• 제9권2호
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• pp.185-192
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• 2010

75톤급 터보펌프를 대상으로 한 속도복합형 터빈과 설계회전수를 50% 증가시킨 30톤급 터보펌프 터빈 적용을 위한을 압력복합형 터빈 설계를 수행하였다. 속도복합형 터빈의 경우 1차원설계-유동해석-1차원설계의 반복적인 설계과정을 통해 원형노즐을 적용한 2열 초음속 충동터빈의 특성을 파악하였으며 최종적으로 기본형인 1열 충동형 터빈 대비 비출력 23.1% 향상, 무게 5% 감소된 ver. 14h 모델을 완성하였다. 압력복합형 터빈은 에너지 회수 비율, 2단 노즐 출구각, 2단 노즐 누설유량, 단별 출력 비율 등의 새로운 인자의 고려하여 각 변수의 성능에 미치는 영향을 검토하였으며 1차원 해석 기준 비출력이 36%가 증대되고 무게는 51% 감소한 터빈을 설계하였다. 압력복합형 터빈의 높은 성능을 위해서는 1단 및 2단 노즐의 형상설계가 매우 중요할 것으로 판단되며 유동해석을 통해 최적화할 예정이다.

• 한국추진공학회지
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• 제22권3호
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• pp.28-39
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• 2018

본 연구에서는 추력조절용 핀틀 노즐의 길이비에 따른 정상상태와 비정상상태 특성을 파악하기 위해 수치해석을 수행하였다. 노즐과 핀틀의 영역은 분리하여 격자를 생성하고 중첩격자기법을 사용하였다. 핀틀 형상은 길이비에 따라 5가지로 선택하였고, 정상상태 해석결과 핀틀의 길이가 길수록 추력과 추력계수가 높게 나타났다. 비정상상태 해석의 경우 핀틀의 속도에 따라서 연소실 압력 경향이 달라지며 추력과 유동구조에 영향을 미친다. 노즐 출구에서의 추력은 노즐목 단면적 변화에 빠른 응답특성을 보이며, 추력과 추력계수 등 성능 주요 인자들의 예측시 핀틀의 구동 속도와 핀틀 거동에 의한 연소실 압력파의 전달속도를 고려해야 한다.

• 한국추진공학회지
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• 제16권2호
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• pp.42-50
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• 2012

열전달 연구의 목적은 온도와 열유속 분포를 보다 정확하게 예측하는 것이다. 이를 위해 상용 CFD 코드인 FLUENT를 사용하여 2종류의 노즐에 대해 질량유속비와 압력비를 계산하였으며, 실험결과와 잘 일치하였다. 또한 1종류의 노즐에 대해 FLUENT를 사용한 노즐 벽면에서의 열전달계수 계산결과는 노즐 축소부에서 실험결과 보다 약간 크게 예측되었으나 확대부에서는 잘 일치하고 있다. Bartz식을 이용한 열전달계수 계산결과는 전체적으로 실험결과 보다 크게 예측되었다. 계산결과가 실험결과와 차이를 보이는 원인은 노즐 내 급가속 유동에 의한 층류화, 난류모델 및 격자구성 등을 고려해 볼 수 있다.

• 한국추진공학회:학술대회논문집
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• 한국추진공학회 2007년도 제28회 춘계학술대회논문집
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• pp.281-285
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• 2007

추력기의 성능 등을 예측하려면 기하학적 모양과 압력비를 고려한 노즐 유동 특성을 해석해야 한다. 이 논문에서는 연속체 역학 역학의 가정이 성립하는 한계를 파악하기 위해서 인공위성 자세 제어용으로 사용되는 실제 축대칭 노즐에서의 유동을 계산하였다. 유동은 정상 상태의 비반응 압축성 유동이고 비정렬 격자계를 사용하였다. 추력기의 면적비는 56이고 주위 압력의 진공도를 변경하면서 해석하였는데 그 압력이 $10^{-3}$ 기압 이하가 되면 연속체 역학은 더 이상 타당하지 않게 된다.

• 대한기계학회:학술대회논문집
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• 대한기계학회 2007년도 춘계학술대회B
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• pp.2862-2867
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• 2007

The steady non-reacted compressible flow field in a symmetric micro-thruster, which is used for the accurate attitude control of a satellite, is analyzed varying the nozzle pressure ratio (NPR) to investigate the plume characteristics. The nozzle throat diameter is 0.06 inch and the area ratio is 56. The recirculation region is found just behind the normal shock at the several NPRs due to the locally adverse pressure gradient along the nozzle centerline when the environmental pressure is atmospheric. This phenomenon, the cause of flow loss, is similar to the flow behind a blunt body. As NPR increases the location of Mach disk, characteristics of the normal shock, moves downstream and its strength increases. The Mach number distribution appears in a wave-type patter after the normal shock because oblique shocks are reflected on the shock boundaries especially when NPRs are very high.