• 대한기계학회논문집B
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• 제41권9호
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• pp.563-570
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• 2017

본 연구에서는 이차목 디퓨저의 배압에 따른 특성과 디퓨저 내부의 유동을 확인하기 위해서 실험과 수치해석을 통하여 살펴보았다. 디퓨저의 배압($P_a$)조건을 모사하기 위해 이젝터를 사용하였으며, 디퓨저와 이젝터는 상온 고압기체질소를 사용하였다. 그 결과, 노즐전단압력($P_0$)이 동일할 때 배압($P_a$)을 낮추어 압력비($P_0/P_a$)를 높게 할수록 압력회복이 디퓨저 후단에서 이루어짐을 확인하였다. 노즐전단압력($P_0$)이 다르더라도 압력비($P_0/P_a)$가 동일하다면 디퓨저 내부의 유동특성이 거의 동일함을 확인하였으며, 시동압력비($(P_0/P_a)_{st}$) 또한 일치함을 확인하였다.

• 한국추진공학회지
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• 제14권6호
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• pp.25-30
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• 2010

최근 이중목 노즐(Dual Throat Nozzle, DTN)을 사용하여 추진체의 추력을 제어하는 방법이 많은 주목을 받고 있다. 이중목 노즐은 공동을 사이에 두고 두 개의 노즐 목을 가지도록 설계된다. 본 연구에서는 DTN의 유동특성을 조사하기 위하여, 수치해석적인 방법을 적용하였으며, 2차 유동의 질량유량과 노즐 압력비를 변화시켰다. 수치해석에서는 2차원, 압축성 Navier-Stokes 방정식을 풀기 위하여, 유한체적법을 적용하였다. 그 결과 본 수치해석은 실험결과를 잘 예측하였으며, DTN을 이용한 추력벡터 제어는 추력계수와 유출계수의 항으로 상세하게 설명하였다.

• 대한기계학회논문집B
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• 제39권10호
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• pp.817-824
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• 2015

본 논문은 수직 오리피스 노즐의 유동 및 물질전달 특성에 대한 실험적 연구를 목적으로 한다. 구동유체 및 부유체의 유량, 용존산소 농도 그리고 소비 전력을 측정하였으며, 고속 카메라를 이용한 직접 촬영 기법으로 수직 혼합유동의 가시화 이미지를 획득하였다. 측정자료를 이용하여 질량비, 총괄 산소전달 계수 그리고 물질전달 성능계수를 도출하였다. 구동압력이 증가하면 질량비는 약간 감소하는 반면에, 산소전달 계수와 소비전력은 증가하였다. 구동압력이 증가하고 질량비가 작아지면, 기포의 미세화가 촉진되고 확산도가 증대되기 때문에 산소 전달율이 증가하였다.

• 한국항공우주학회지
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• 제37권5호
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• pp.476-482
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• 2009

본 논문에서는 Fluent의 Spalart-Allmaras 난류모델을 적용하여 연소실 내부에 설치된 핀틀 형상이 핀틀 추진기관 추력 크기에 미치는 영향을 수치해석으로 분석하였다. 핀틀이 존재하면 노즐목을 지나는 질량 유량율은 이론적으로 예측된 값 보다 항상 작았으며, 핀틀 직경이 커질수록 노즐목에서 경계층 두께가 차지하는 비율이 증가되어 노즐목의 질량 유량율이 더욱 감소하였다. 핀틀 직경이 커질수록 핀틀 팁에 나타나는 재순환 영역의 압력에 의한 추력은 증가하지만 노즐 및 연소실 압력에 의한 추력은 감소하여 총 추력은 핀틀 직경이 작은 것 보다 감소하였다. 핀틀 추진기관의 비추력은 큰 차이가 없었다.

• 한국추진공학회지
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• 제21권4호
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• pp.52-62
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• 2017

램제트 부스터로 사용되는 무노즐 부스터의 특성을 알아보기 위한 연구를 수행하였다. 무노즐 부스터는 수축-팽창되는 고정된 노즐목이 없어 일반적인 모터보다 압력 및 추력에 관련된 성능이 감소한다. 이를 보완하기 위해 금속연료로 알루미늄을 사용하여 밀도비추력이 최대인 고성능 추진제를 개발하였고, 지상연소시험을 통해 세장비(L/D)에 따른 성능 특성을 알아보았다. 동등한 추진제와 동일한 세장비에서 고정된 노즐목을 사용한 일반적인 모터와 비교시 비추력은 75%까지 나타났으나, 동일 평균압력 내에서는 85%까지 나타날 것으로 예측된다.

• 한국항공우주학회지
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• 제30권5호
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• pp.24-31
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• 2002

축 대칭 원형노즐 출구에 삼각형 형태의 작은 탭이나 얇은 테이프가 부착되었을 때 나타나는 초음속 제트유동장의 변화에 관한 연구가 쉴리렌 영상과 피토압력 측정을 통하여 수행되었다. 노즐 출구면적의 1 %에 해당하는 작은 탭에서 나타나는 유동방향 와류에 의한 제트유동 변화는 유동이 과소팽창 될 때 완전팽창과 과대팽창의 경우에 비하여 더 크게 나타나며 이로 인한 유동유입이 더 크게 나타남을 알 수 있었다. 탭의 설치각도 변화에 의한 영향도 평가되었으며, 유동이 과대팽창 될 때 노즐 안으로 구부러진 탭의 설치가 충격파의 간섭강도를 약화시키고 이로 인한 마하디스크의 소멸현상을 관찰할 수 있었다. 아울러 노즐내부 낮은 높이의 돌출부가 후방 유동장의 원주방향으로 압력변화를 나타내고, 이러한 압력변화는 유동의 팽창 정도에 영향을 받음을 알 수 있었다.

• 한국추진공학회지
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• 제8권1호
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• pp.44-53
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• 2004

본 논문에서는 슬릿형 분사노즐의 출구 종횡비에 따라 3차원 화학반응 유동장을 수치적 계산을 통하여 그 특성을 조사하고 연소／혼합 촉진 방법을 고찰하였다. 내부유입유동과 슬릿측면 와동들 둘 다 혼합관점에서 고려되어야 한다는 것을 보여 주었다. 연소효율은 종횡비1.0을 기준으로 작은 경우가 낮고 압력손실 역시 종횡비가 작은 경우가 적다. 모든 결과들은 유동방향으로 긴 슬릿이 연소와 압력손실에 대해 바람직함을 나타내고 있다.

• 한국추진공학회지
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• 제23권5호
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• pp.101-106
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• 2019

액체산소/케로신 가스발생기 사이클 엔진의 터빈 노즐목 수트(soot) 침착 특성을 파악하기 위한 변수를 정의하고 한국형발사체 1단 엔진 시험결과에 적용하였다. 터빈 가스의 물성치를 이용한 노즐목의 분출 계수 정의를 하는 방법이 있고 터빈 노즐목 전단과 터빈 배기 노즐목 전단의 압력비와 온도비를 이용하여 분출계수를 정의할 수 있다. 한국형발사체 1단 엔진 시험 결과를 분석한 결과 터빈 노즐목의 분출계수(discharge coefficient)는 시간에 따라 감소하며 동일 엔진에 대한 누적 연소시간에 대해서도 감소하는 경향을 보인다. 누적 시험 초기에는 터빈 노즐목 감소가 그 다음 시험과 연계되지만 일정 시간 이후에는 일정 범위에서 등락을 거듭하는 듯한 특성을 보인다.

• 한국추진공학회:학술대회논문집
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• 한국추진공학회 2011년도 제36회 춘계학술대회논문집
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• pp.211-214
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• 2011

본 연구에서는, step을 적용한 추력 노즐 내부 유동장의 횡력 특성을 조사하기 위하여 수치해석적 연구를 수행하였다. 비정상, 축대칭, 압축성 N-S 방정식을 유한 체적법으로 이산화 하였으며, SST k-${\omega}$ 난류모델을 적용하였다. 엔진 정지과정을 모사하기 위하여, NPR은 100~10로 변화시켜 계산 하였다. 본 연구의 결과로 박리점 및 마하디스크 위치는 구동 압력비에 크게 의존하며, 또한 step의 적용이 횡력 특성에 지대한 영향을 미칠 수 있음을 알았다.

• 한국추진공학회지
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• 제22권5호
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• pp.22-31
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• 2018

본 연구에서는 연소실 경계조건 변화에 따른 핀틀 노즐의 동특성을 파악하기 위해 수치해석을 수행하였다. 핀틀의 움직임을 모사하기 위해 노즐과 핀틀의 영역을 분리하여 격자를 생성하고 중첩격자기법을 사용하였다. 연소실의 경계조건은 일정질량유량과 추진제 연소속도 조건을 적용하여 결과를 비교하였다. 일정질량유량조건은 입구에 유입되는 질량유량을 정량적으로 변화시켜 연소실의 압력과 추력 특성을 파악하였다. 추진제 연소속도 조건은 연소실 압력에 의한 연소속도 식을 고려하였다. 추진제 연소속도 조건은 일정질량유량조건과는 다른 비선형적 유량변화를 나타내며, 작은 유량으로도 큰 연소실 압력변화를 가져온다.