• 한국항공우주학회지
• /
• 제37권1호
• /
• pp.62-68
• /
• 2009

하이브리드 로켓 연소에서 발생하는 산화제 난류 유동과 연료의 기화로 인한 분출유동 사이의 상호 간섭은 매우 복잡하고 특별한 유동 간섭을 일으킨다. 이를 연구하기 위하여 연소반응을 제외하고, 산화제의 난류 유동과 연료 벽면에서의 분출 유동을 모사한 채널 유동에 대한 LES 해석을 수행하였다. 고체추진 로켓의 연소 과정에서 관찰되는 현상과 매우 흡사하게 벽면 근처에서 특정주파수로 진동하는 유동 현상이 존재한다는 것을 확인하였고, 산화제와 분출 유동의 간섭에 기인한 유동의 진동현상은 벽면 근처의 매우 얇은 영역에서만 존재하였다. 큰 길이 스케일의 유동현상을 보여주는 압력 섭동장으로부터 채널 내 주유동이 특정 주파수 특성을 갖고 하류로 진행해 가는데, 이는 산화제 유동이 분출유동과 상호작용을 하면서 발생된 전단유동의 특성을 나타낸 것이다. 그러나 하이브리드 로켓 연소실 유동의 진동 특성은 고체 추진 로켓에서 관찰되는 유동 특성과는 달리, 진동의 강도가 벽면에서 온도 구배를 변화시켜 열전달의 향상을 발생시키기에는 충분하지 못한 것으로 보인다. 그러나 벽면 근처에서 특정 주파수 특성을 갖는 유동현상이 존재한다는 사실은 비슷한 크기의 주파수를 갖는 음향 가진과 같은 외부교란이 작용한다면 공진으로 발전할 수 있는 가능성을 의미한다.

• 한국연소학회:학술대회논문집
• /
• 한국연소학회 1997년도 제15회 KOSCO SYMPOSIUM 논문집
• /
• pp.51-60
• /
• 1997

축대칭 곡면벽 제트 버너를 제작하여 화염의 안정화 특성을 실험적으로 연구하였다. 축대칭 곡면벽 제트 유동은 난류 강도의 증가와 더불어 버너 선단 부근에 재순환 영역을 형성하여 화염의 안정화를 촉진시킴으로서 기존의 튜브 버너에 비하여 화염의 안정화 특성이 향상되었다. 시간적으로 화염의 위치가 변동하는 난류 화염에서 화염의 안정화 특성과 밀접한 관계가 있는 OH 라디칼과 온도를 PLIF와 CARS를 각각 적용하여 측정하였다. 고유속으로 연소시키는 경우에 버너 선단에 형성된 재순환 영역에 OH 라디칼이 상당량 분포하고 있었으며 통계적으로 고온을 유지하였다. 이는 버너 선단에 형성되는 재순환 영역에 고온의 기연 가스가 점화원 역할을 하여 화학 반응이 활발하게 일어나고 있음을 의미한다. 이러한 결과로부터 고속의 출구유속에서 화염 안정화 특성은 재순환 영역에 의하여 영향을 받고 있음을 확인하였다.

• 대한환경공학회지
• /
• 제28권8호
• /
• pp.860-865
• /
• 2006

비폭기 혐기상태에서 접촉 반응조내에서 임펠러의 종류와 운전조건에 따른 유동특성 및 SS의 효율적인 혼합은 오 폐수 반응조 전 공정효율에 직접적인 영향을 미치는 중요한 설계인자이다. 이를 위하여 본 연구에서는 수치해석적인 방법에 의하여 임펠러의 제원(형상및 크기)과 운전조건에 따른 반응조 내의 유동장과 SS농도분포를 계산하였다. 일차적으로 본 논문에서는 접촉 반응조 내부의 유동 및 농도를 수치 모사하여 임펠러 형상에 따른 전형적인 유동특성과 비교 검토함으로써 프로그램의 성능을 확인하였다. 또한 임펠러의 종류와 크기 그리고 위치 등에 따른 조직적인 변수연구를 수행함으로써 설계와 최적운전조건의 결정을 위한 임펠러 특성에 대한 유용한 자료를 도출하고자 하였다. 그 결과 임펠러 타입이 pitched-type 인 경우 flat-type에 비해 혼합 효율이 크게 향상됨을 알 수 있었으며 임펠러의 크기가 클수록, 다단으로 설치할수록 효율적인 혼합이 이루어짐을 확인하였다.

• 한국펄프종이공학회:학술대회논문집
• /
• 한국펄프종이공학회 2001년도 추계학술발표논문집
• /
• pp.53-53
• /
• 2001

종이의 전기적 성질 가운데 유전율은 전기장에 대한 종이의 물리화학적인 반응으로 일반적으로 종이의 밀도와 종이를 구성하는 성분의 쌍극자 모멘트에 비례하며 온도에 따라서도 변화한다. 일반적으로 온도가 상승하면 열에너지를 얻게된 쌍극자가 전기장에 배열됨으로써 유전율이 상승하지만 온도가 유리전이점 이상으로 높아질 경우에는 열적 교란에 의해서 분극능력이 감소하게 되어 유전완화 현상이 나타난다. 전기절연지로 사 용될 종이의 절연특성을 이해하기 위해서는 사용환경에 따른 유전적 특성 및 tan 0에 관한 연구가 필요하며 필름형성능력이 우수한 polyvinyl a1cohoHPV A)와 acrylonitrile을 이용하여 시아노에틸화한 PYA의 표면처리에 의해 종이의 유전적 특성이 향상되었음을 기존의 연구를 통하여 확인할 수 있었다. 본 연구에서는 전기절연지가 사용되는 환경조건에서 PYA를 기본물질로하는 유전필름 의 열적 안정성을 평가하였으며, 아울러 표면사이징 공정에서의 적용성 검토를 위하여 용액의 유동특성을 분석하였다. 유전특성 향상을 위해서는 표면 사이즈제의 유도체화 과정에서 쌍극자 모벤트의 밀도 증가를 통한 유전율 향상이 요청되며 이와 동시에 네트원 구조를 통하여 전기장에 대 한 물리적 특성이 유지되어야 한다. 본 연구에서는 W AXD( wide angle x-ray diffraction)를 이용하여 시아노에틸화 반응 과 고온에서의 열화에 의한 필름의 결정화도를 평가하였으며 온도 상승에 따른 흡열 피크의 변화를 통하여 온도 변화에 따른 PYA 분자구조의 변화와 유리전이온도의 추이 를 분석하였다. 또 열화과정에서 수반되는 필름의 중량감소율을 평가함으로써 열안정성 을 평가하였다. 그 결과 시아노에틸화한 PYA가 안정된 분자구조를 유지하고 있음을 확인할 수 있었다. 시아노에틸화한 PYA용액의 점탄성 평가를 위하여 storage modulus와 loss modulus 를 분석하였다. 일반적 유변특성 평가 결과 PYA용액은 shear-thinning, pseudoplastic 한 특성을 나타내어 표면사이즈 공정에서의 적용 가능성을 확인할 수 있었다.

• 한국추진공학회지
• /
• 제8권1호
• /
• pp.44-53
• /
• 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.

• 에너지공학
• /
• 제6권1호
• /
• pp.58-67
• /
• 1997

본 연구에서는 실린더형의 가스화기로 주입되는 아역청 미분탄을 가스화시켰을 때 가스화기내의 반응성 유동장을 해석하였다. 입자크기에 대한 영향을 고려하기 위해 미분탄 입자를 40$\mu\textrm{m}$, 60$\mu\textrm{m}$, 80$\mu\textrm{m}$ 및 100$\mu\textrm{m}$의 크기로 각각 나눈 경우와 이들 4종류의 입자를 균일하게 혼합한 경우에 대하여 전산모사하였다. 모사결과, 석탄 입자크기가 커질수록 재순환 영역이 커짐을 알 수 있었으며, 4종류의 입자가 균일하게 혼합된 석탄입자를 가스화시킨 경우 한 종류의 크기를 각각 사용했을 때와는 다른 형태의 재순환영역이 주입벽과 측면벽에 각각 양분되어 형성됨을 알 수 있었다. 입자 수밀도가 높은 자은 석탄입자가 가스화될 경우 다량의 산소와 산화반응이 일어나기 때문에 수밀도가 작은 커다란 석탄입자가 가스화될 경우보다 주입구 부분에서 더 높은 온도분포를 보였지만 가스화기의 하단부에서는 복사에 의한 열손실과 더불어 산소가 고갈되어 산소의 농도가 급격히 낮아짐으로 인해 석탄입자들과의 반응이 미비하게 일어나 상대적으로 큰 입자가 가스화된 경우보다 가스온도가 더 낮았다. 출구에서의 온도분포는 석탄입자의 크기가 40$\mu\textrm{m}$일 때 1,400-1,58$0^{\circ}C$, 60$\mu\textrm{m}$일 때 1.450-1,$700^{\circ}C$, 80$\mu\textrm{m}$일 때 1,000-1,74$0^{\circ}C$, 100$\mu\textrm{m}$일 때 1,630-1,79$0^{\circ}C$ 그리고 4종류가 균일하게 섞였을 때 1,500-1,68$0^{\circ}C$로 각각 예측되었다.

• 한국진공학회:학술대회논문집
• /
• 한국진공학회 2016년도 제50회 동계 정기학술대회 초록집
• /
• pp.222.1-222.1
• /
• 2016

전북대학교 고온플라즈마응용센터에 구축된 0.4 MW 급 분절형 아크 가열 풍동은 초음속 비행과 우주 비행체의 지구 재진입 조건에서의 유사한 환경 모사가 가능하다. 극한상황에서의 고엔탈피 플라즈마 유동은 내열재료의 삭마 거동 연구와 고온재료의 성능평가에 중요한 역할을 수행 할 수 있다. 이러한 고엔탈피 초음속 플라즈마 유동장의 플라즈마 특성 평가 및 진단은 플라즈마와 내열재료의 상호작용 연구에 중요한 변수를 갖는다. 이를 위해 열유속 탐침, 쐐기 탐침, 고속 카메라 및 광분광기 등의 측정장비를 사용하여 열유속, 초음속 플라즈마의 속도, 플라즈마의 방전특성을 관찰하였다. 본 실험에서 사용된 분절형 아크 토치는 마하 3의 속도 유지하기 위해 토치 내부 압력 4 bar, 반응기 압력 40 mbar를 유지하였다. 토치에 공급되는 Ar(5%)+Air(95%)의 방전기체의 유량은 15 g/s 로 토치에 주입 되었다. 또한, 플라즈마 토치에 가해지는 입력전류는 200A ~ 350A로 10MJ/kg 이상의 엔탈피를 갖는 초음속 플라즈마 유동을 형성하였다.

• 한국추진공학회:학술대회논문집
• /
• 한국추진공학회 2005년도 제25회 추계학술대회논문집
• /
• pp.132-135
• /
• 2005

하이드라진을 추진제로 쓰는 아크젯 추력기 내의 열화학적 유동장을 전산유체를 이용해 해석하였다. Ohm가열 및 Lorentz힘을 고려하기 위하여 Maxwell 방정식과 연계된 RANS 방정식을 이용하였으며, 매우 빠른 반응 및 광학적으로 두꺼운 매질을 가정하여 이온화와 열복사를 해석에 포함하였다. 해석의 결과는 아크젯 추력기 내부 유동의 열-물리적 이해와 더불어 0.6 kW 가열에 의하여 하였을 때 추력과 비추력이 각각 20%와 70%가 향상됨을 보여주었다.

• 한국항공우주학회지
• /
• 제38권5호
• /
• pp.414-420
• /
• 2010

본 연구에서는 천음속 날개/동체 모텔에 대한 축소모델 (Reduced Order Model; ROM)의 정확성을 검증하고, Proper Orthogonal Decomposition(POD)을 이용한 최적설계를 통해 그 효율성을 검토하였다. full order 공력해석을 통한 Snapshot을 추출하기 위해 삼차원 오일러 방정식을 이용하였으며, 이들 Snapshot들을 통해 날개/동체 모델 주위 유동장의 거동을 모사하는 POD의 기저벡터를 계산 하였다. 이러한 과정을 거쳐 구축된 축소모텔은 6개의 Case들로 검증하였으며, 그 결과 ROM을 이용해 관심영역에 대한 유동장의 예측을 할 수 있다는 것을 확인하였다. 그리고 ROM을 통한 날개/동체 모델의 최적설계를 수행 하였으며, 그 결과는 반응면모델 (Response Surface Model; RSM)을 이용한 최적설계 결과와 비교 하였다. 이를 통해 ROM을 바탕으로한 최적설계가 RSM을 이용한 것보다 효율적임을 확인하였다.

• 한국음향학회지
• /
• 제18권7호
• /
• pp.56-66
• /
• 1999

일반 내연기관이나 산업용로, 로켓 엔진 등의 기본적인 형상이라고 할 수 있는 관형 연소기에서 발생하는 연소 소음은 열-음향 되먹임 현상에 의해 야기되는 형태가 지배적이며. 심할 경우 시스템의 파괴를 야기할 수도 있는 중요한 문제이다. 본 연구에서는 열-음향 진동중에서도 열-기인 음향 진동으로 분류될 수 있는 현상에 초점을 맞추어 유동장, 음향장 및 연소 반응을 수치적으로 해석하여 여러 주어진 조건에 따른 정상적인 해석뿐만 아니라 음압 수준이나 기본 주파수 예측과 같은 정량적인 결과 도출을 효과적으로 수행할 수 있는 수치적 기법의 개발을 목적으로 하였다. 다양한 당량비를 가진 혼합기에 대해 수치 해석을 수행한 결과 실험 측정치의 경향과 잘 일치할 뿐만 아니라 정량적인 면에서도 상당히 정확한 예측을 할 수 있음을 확인하였다.