• Journal of the Korean Society for Aeronautical & Space Sciences
• /
• v.37 no.1
• /
• pp.62-68
• /
• 2009

The interaction between wall blowing and oxidizer flow can generate a very complicated flow characteristics in combustion chamber of hybrid rockets. LES analysis was conducted with an in-house CFD code to investigate the features of turbulent flow without chemical reactions. The numerical results reveal that the flow oscillations at a certain frequency exists on the fuel surface, which is analogous to those observed in the solid propellant combustion. However, the observation of oscillating flow at a certain frequency is only limited to a very thin layer adjacent to wall surface and the strength of the oscillation is not strong enough to induce the drastic change in temperature gradient on the surface. The visualization of fluctuating pressure components shows the periodic appearance of relatively high and low pressure regions along the axial direction. This subsequently results in the oscillation of flow at a certain fixed frequency. This implies that the resonance phenomenon would be possible if the external disturbances such as acoustic excitation could be imposed to the oscillating flow in the combustion chamber.

• 한국연소학회:학술대회논문집
• /
• 1997.06a
• /
• 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.

• Journal of Korean Society of Environmental Engineers
• /
• v.28 no.8
• /
• pp.860-865
• /
• 2006

The characteristics of flow field and turbulent mixing efficiency of SS in non-aerated contacting reactor are critical design parameters directly affecting on the efficiency of the overall process of wastewater treatment system. To this end, in this study numerical fluid dynamic calculation has been made to investigate the flow field and concentration distribution of SS in terms of specification(shape and dimension) of impeller and other operating conditions. As the first step, the performance of the computer program developed was successfully evaluated by the comparison of the typical flow field with the type of impeller with that appeared in open literature. Further, a series of parametric investigations are made in terms of interesting parameters such as the type and dimension of impeller, location, and number of impeller, etc. A number of useful conclusions obtained by numerical calculation are the superiority of mixing efficiency of pitched type than the flat one together with the visible increase of the overall mixing effect by the employment of the larger impeller and increase of the impeller number, etc.

• Proceedings of the Korea Technical Association of the Pulp and Paper Industry Conference
• /
• 2001.11a
• /
• 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.

• Journal of the Korean Society of Propulsion Engineers
• /
• v.8 no.1
• /
• pp.44-53
• /
• 2004

This paper is to investigate the combustion characteristics with a three dimensional chemical reacting flow on the aspect ratio of an exit configuration of the slit type nozzle for the fuel injection and to device the methods of combustion／mixing enhancement. The results show that both inside inflow and slit side vertices should be considered from a viewpoint of the mixing. The combustion efficiency becomes the smallest at aspect ratio, where the aspect ratio is less and more than unity, respectively. The total pressure loss becomes the largest at aspect ratio of unity due to the high penetration. All results imply that a streamwise very long slit is desirable with respect to the combustion and the pressure loss.

• Journal of Energy Engineering
• /
• v.6 no.1
• /
• pp.58-67
• /
• 1997

In this study numerical computations were performed to predict reacting flow fields of gasification processes of pulverized subbituminous coal in a cylindrical coal gasifier. To check the size effects of particles on flow fields in the gasifier, simulations were performed for five cases with four sizes of particles such as 40 $\mu\textrm{m}$, 60 $\mu\textrm{m}$, 80 $\mu\textrm{m}$ and 100 $\mu\textrm{m}$. Each case has a unique size of particles with one more case that has evenly mixed four sizes of particles. Predictions showed that the gasification which uses coals of the mixed sizes reveals more preferable gas velocity and temperature distributions than that uses coals of a unique size. Predicted gas temperature at the exit of the gasifier ranged 1,400 to 1580$^{\circ}C$, 1,480 to 1,700$^{\circ}C$, 1,600 to 1740$^{\circ}C$, 1630 to 1790$^{\circ}C$ and 1500 to 1680$^{\circ}C$ for particle sizes of 40 $\mu\textrm{m}$, 60 $\mu\textrm{m}$, 80 $\mu\textrm{m}$, 100 $\mu\textrm{m}$ and the evenly mixed four sizes, respectively.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
• /
• 2016.02a
• /
• 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.

• Proceedings of the Korean Society of Propulsion Engineers Conference
• /
• 2005.11a
• /
• pp.132-135
• /
• 2005

The computational fluid dynamic analysis has been conducted for the thermo-chemical flow field in an arcjet thruster with mono-propellant hydrazine $(N_2H_4)$ as a working fluid. Coupled Reynolds Averaged Navier-Stokes (RANS) equations and Maxwell equations were used to account for the Ohm heating and Lorentz forces. ionization and thermal radiation effects were also incorporated to the fluid dynamic equations by assuming infinitely-fast reactions and optically thick media. In addition to the thermo-physical understandings of the flow field inside the arcjet thruster, results shows that performance indices are improved by amount of 20% in thrust and 70% in specific impulse with the 0.6kW are heating.

• Journal of the Korean Society for Aeronautical & Space Sciences
• /
• v.38 no.5
• /
• pp.414-420
• /
• 2010

This paper presents a validation of the accuracy of a reduced order model(ROM) and the efficiency of the design optimization using a Proper Orthogonal Decomposition(POD) to transonic wing/fuselage system. Three dimensional Euler equations are solved to extrude snapshot data of the full order aerodynamic analysis, and then a set of POD basis vectors reproducing the behavior of flow around the wing/fuselage system is calculated from these snapshots. In this study, reduced order model constructed through this procedure is applied to several validation cases, and then it is confirmed that the ROM has the capability of the prediction of flow field in the space of interest. Additionally, after the design optimization of the wing/fuselage system with the ROM is performed, results of the ROM are compared with results of the design optimization using response surface model(RSM). From these, it can be confirmed that the design optimization with the ROM is more efficient than RSM.

• The Journal of the Acoustical Society of Korea
• /
• v.18 no.7
• /
• pp.56-66
• /
• 1999

Thermoacoustic oscillation is a significant problem in cylindrical-type combustors such as common internal combustion engines, industrial furnaces, gas turbine, etc. This kind of low frequency oscillation can lead to serious consequences such as destruction of the combustor and production of strong noise. The accurate numerical simulation of thermoacoustic phenomena is a complex and challenging problem, especially when considering the chemical reaction of mixtures. As with other simulations of aerodynamics and aeroacoustics, the direct computation of thermoacoustic phenomena requires that Navier-Stokes equations be solved using accurate numerical differentiation and time-marching schemes, with non-reflecting boundary conditions. The numerical approach used here aims at qualitative analysis and efficient prediction of those problems, not at the development of an accurate scheme. The numerical prediction developed in this work is shown to be reasonably matched with experimental result.