• 대한기계학회논문집
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• 제15권6호
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• pp.2132-2146
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• 1991

본 연구에서는 기존 유속계에 의한 측정이 어려운 점을 감안하여 나프탈렌 승 화법을 이용하여 열교환기 시스템의 한 모델인 원봉에 유한한 길이의 환상핀이 부착된 경우 환상핀과 원봉이 만나는 부분에서 와류들 특히 V2, V3등 구석와류가 물질전달을 증가시키는 구조에 대해 고찰한다. 이는 원봉 주위의 환상핀에 의한 대류 물질전달 에 영향을 줄수 있는 레이놀즈수, 환상핀의 크기에 따른 형상비, 그리고 경계층 두께, 배제 두께 등의 유동변수를 변화시켜 가며 물질전달률과의 관계를 규명하여 열교환기 설계의 기본자료를 제공한다. 또한 환상핀 사이의 원봉표면에 대한 전체물질전달률 을 측정하며, 환상핀에 인접한 곳에서 구석와류에 대한 환상핀의 끝 벽면 영향을 알아 보고 이를 근거로 하여 말굽와류의 3차원 박리 유동구조를 정성적으로 규명하고자 한 다.

• 한국항공우주학회지
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• 제36권5호
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• pp.407-419
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• 2008

본 연구에서는 축 대칭 원뿔 형상 위의 압축성 경계층의 천이 지점을 선형 안정성 이론과 -method를 이용하여 예측하였다. 축 대칭 좌표계에서의 압축성 유동 지배 방정식으로부터 압축성 원뿔 경계층의 선형 안정성 방정식을 얻었으며 안정성 방정식을 2차 정확도의 유한 차분법을 이용하여 계산하는 수치 프로그램을 개발하였다. 개발 된 코드로 원뿔 경계층의 안정성 특성 및 2차원 교란의 증폭률을 계산하고 실험결과와의 비교를 통해 검증을 수행하였다. 얻어진 교란의 증폭률을 활용하여 -method를 통해 천이지점 예측을 수행하였다. 풍동 시험 및 비행 시험 결과와의 비교를 통해 비행 조건에 있는 마하수 4와 8사이의 원뿔 경계층에 대한 본 연구의 천이지점의 예측 능력을 확인하였다. 또한 벽면 냉각이 경계층 내부 교란의 안정성 및 천이 지점에 미치는 영향을 분석하였다.

• 한국항공우주학회지
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• 제35권8호
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• pp.699-705
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• 2007

최근의 실험 결과를 통해 하이브리드 로켓 연료의 표면에 연소가 진행되지 않은 채 남아있는 고립된 부분들이 존재함을 확인하였다. 이러한 불규칙적인 spot은 연료의 기화로 인한 분출유동(blowing velocity)과 산화제의 유동 사이에서 발생하는 경계층 교란에 의한 현상인 것으로 여겨진다. 본 연구에서는 22,500의 높은 Reynolds수와 벽면분출 현상을 효과적으로 처리할 수 있도록 LES 기법을 이용하여, 연료 표면 근처의 난류 유동 및 열전달 특성을 해석하였다. 비록 원형 그레인 아닌 단순채널 형상을 고려하였으며 화학반응이 없는 경우의 난류유동을 해석하였으나, 연료 표면에서 발생하는 불규칙한 spot의 발생은 경계층과 분출되는 유동이 상호 간섭함으로써 난류구조들의 기구학적 특성을 변경시키기 때문인 것으로 추측되는 결과들을 얻을 수 있었다.

• 한국항공우주학회지
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• 제41권6호
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• pp.429-439
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• 2013

본 연구에서는 로터 성능 해석을 위한 로터 성능 해석자를 개발하고 이를 사용하여 방풍 구조물 내부의 로터 성능 해석을 수행하였다. 로터 성능 해석자는 깃요소 이론 기반의 actuator disk model을 사용한 해석자를 사용하였다. 또한, 주변의 구조물로 인한 로터 하중의 비대칭성을 고려하기 위해 깃요소 이론에서 블레이드의 flapping 운동에 대한 해석을 수행하여 유효받음각 계산에 적용하였다. 개발된 해석자를 사용하여 바닥면과 벽면에 의한 로터 성능 변화에 관한 연구와 비교 검증을 수행하였다. 방풍 구조물 형상에 따른 로터 성능 해석을 통해 방풍 구조물에 의한 로터 성능 감소 현상을 확인하였다. 이를 통해 방풍 구조물이 없는 경우 대비 95% 이상의 로터 성능 비를 가지는 방풍 구조물의 유출입덕트 면적을 제안하였다.

• 대한기계학회논문집B
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• 제39권6호
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• pp.519-526
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• 2015

본 연구에서는 핵비등 시 미세액막층의 증발에 의한 열유속과 열전달률 계산을 위한 simple microlayer model 의 물리적 변수들을 측정하기 위하여 미세액막층의 형상을 실험적으로 조사하였다. 레이저를 이용한 전반사 및 간섭 기법을 이용하여 simple microlayer model 을 구성하는 인자들인 미세액막층의 초기 두께 및 수평 이동속도를 측정하였다. 대기압 포화상태의 물을 이용하여 수평 벽면에서 단일기포 핵비등 실험을 수행하였고, 평균 열유속 $200kW/m^2$ 조건에서 동일한 위치에서 발생하는 기포들의 미세액막층의 구조적 특성을 분석하였다. 본 연구의 범위에서 측정한 미세액막층의 최대 초기 두께는 $5.4{\mu}m$ 이었으며, 증발에 의한 미세액막층의 수평 이동속도는 0.12 m/s 이었다.

• 한국자동차공학회논문집
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• 제2권1호
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• pp.9-25
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• 1994

In the present study, the Reynolds-averaged Navier-Stokes equations, together with the equations of the $k-{\varepsilon}$ model of turbulence, were solved numerically in a general body-fitted coordinate system for three-dimensional turbulent flows around the six basic shapes of the magnetically levitated train(MAGLEV). The numerical computations were conducted on the MAGLEV model configurations to provide information on shapes of this type very near the elevated track at a constant Reynolds number of $1.48{\times}10^{6}$ based on the body length. The coordinate system was generated by numerically solving a set of Poisson equations. The convective transport equations were discretized using the finite-analytic scheme which employed analytic solutions of the locally-linearized equations. A time marching algorithm was employed to enable future extensions to be made to handle unsteady and fully-elliptic problems. The pressure-velocity coupling was treated with the SIMPLER-algorithm. Of particular interests were wall effect by the elevated track on the aerodynamic forces and flow characteristics of the six models calculated. The results indicated that the half-circle configuration with extended sides and with smooth curvature of sides was desirable because of the low aerodynamic forces and pitching moment. And it was found that the separation bubble was occured at wake region in near the elevated track.

• 한국추진공학회:학술대회논문집
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• 한국추진공학회 2006년도 제27회 추계학술대회논문집
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• pp.34-40
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• 2006

연소기 노즐은 고온 고압의 연소가스를 화학에너지에서 운동에너지로 변환시켜 추력을 발생시킨다. 따라서 노즐 내부 벽면은 고온 고압의 연소가스에 노출되며, 특히 노즐 목에서는 최대 열하중을 받는 구간으로서 열구조적으로 안정성을 확보한 냉각 시스템 설계가 이루어져야 한다. 본 연소기 노즐은 수냉 방식으로서 열전달 효율을 높이기 위해 냉각 채널 구조로 되어 있다. 본 연구에서는 연소기 노즐을 위한 냉각 채널 구조의 기본 설계안에 대해 유동 해석을 수행하고 공급 압력 및 유량 변화에 따른 입/출구 사이의 압력 강하량을 예측하여 초기 형상안에 대한 압력 손실 및 설계 유량 공급을 위한 압력 조건에 대해서 평가하고자 하였다. 최종 선정안에 대해서는 내부 열전달 및 유동장 해석을 수행하여 흐름 및 열구조 안정성을 평가하였다.

• 대한기계학회논문집B
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• 제36권8호
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• pp.829-837
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• 2012

벽면 난류의 항력과 밀접한 관련이 있는 유동구조를 조사하기 위해 $Re_{\tau}$ = 180, 395, 590 의 난류채널유동에 대한 직접수치모사를 수행하였다. 확률밀도함수를 조사하여 레이놀즈 전단응력에 가장 큰 기여를 하는 Q2 이벤트를 파악하였으며 Q2 이벤트의 각도의 변화가 $y^+<50$ 에서는 벽 단위로 스케일링되며, y/h > 0.5 에서는 채널의 높이로 스케일링 됨을 확인하였다. Q2 이벤트를 조건으로 하는 조건부 평균 유동장을 조사하여 레이놀즈 전단응력의 발생과 관련이 있는 유동구조는 주 유동방향의 보텍스 및 헤어핀 형상의 보텍스임을 보였다. 또한, 순간 유동장을 관찰하여 높은 레이놀즈 전단 응력의 분포가 이러한 보텍스 구조와 관련이 있으며 1.5 ~ 3h 의 크기를 갖는 대형유동구조를 구성함을 확인하였다.

• 한국항공우주학회지
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• 제31권5호
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• pp.87-92
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• 2003

일반적으로 연소과정에서 발생한 고온고압의 연소가스로 인하여 액체추진기관의 연소실 및 노즐 벽면 그리고 추진기관 후방부위에 대류열전달과 복사열전달이 발생하는 것으로 알려져 있으며, 액체추진기관에서 발생하는 복사열전달 현상은 재생냉각장치의 열입력랑 예측 및 발사체의 추진기관 후방부위에 탑재되는 전자장비 및 구조물의 열적 환경을 분석하는데 매우 중요하다. 이에 본 연구에서는 노즐 후방부위에서 발생하는 복사열전달량을 측정하고 연소압과 혼합비에 따른 영향을 파악하였다. 동알한 형상의 소형 액체추진기관에서 연소압(200, 300, 400 psi)과 혼합비(1.5, 2.0, 2.5)에 따른 복사열전달의 특성을 파악하기 위하여 각각 3가지 조건에 대하여 연소시험을 수행하여 복사열전달량을 측정하였다. 시험 결과로부터 연소가스에서 발생하는 복사열전달의 상대적인 크기 및 미치는 인자들을 파악할 수 있었다. 본 연구를 통하여 석영을 활용하여 복사하는 복사열전달의 크기 및 현상을 파악할 수 있었다. 또한, 연소실 및 노즐에서 발생하는 복사열전달 현상을 파악할 수 있었다

• 한국항공우주학회지
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• 제34권6호
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• pp.18-28
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• 2006

무딘 물체 주위의 고마하수 유동의 수치해석은 여러 문제점을 지니고 있으며, 이러한 문제점을 해결하기 위한 다양한 해석 기법이 제시되어왔다. 그러나 20년 이상된 수치 기법과 비교할 때 현장 경험의 부족, 그리고 특별한 응용을 위하여 기존의 코드를 수정하는 번거로움 등으로 인해 새로운 기법들은 한정된 응용 분야에서만 이용되고 있다. 본 연구에서는 지난 25년간 가장 널리 이용되고 있고 여러 상용코드에도 적용된 Roe의 FDS 수치해법을 이용하여 알고리듬이나 전산유체해석 코드의 수정 없이 3차원 고마하수 유동 해석의 문제점을 극복하는 방안을 살펴보았다. 매우 큰 마하수에서도 엔트로피 수정을 통하여 Riemann 해법들의 문제점으로 잘 알려진 carbuncle 현상이 해결 가능함을 보였으며, 비물리적 해의 문제도 초기조건의 간단한 수정으로 엔트로피 수정이나 격자 형상에 관계없이 해결할 수 있었다.