• 한국추진공학회지
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• 제1권1호
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• pp.46-54
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• 1997

본 연구에서는 공업적으로 널리 활용되고 있는 초음속 부족팽창 제트유동을 용이하게 예측하기 위하여, 종래의 수치계산 결과를 이용, 축대칭 및 2차원 초음속 부족팽창 제트유동에 대한 스케일링 식을 제안하였다. 본 연구에서 제안된 축대칭 및 2차원 제트유동에 관한 경험식들은 TVD수치계산 결과와 잘 일치하였으며, 노즐의 작동압력비가 주어지는 경우, 초음속 부족팽창 제트유동의 형태는 스케일링 식들에 의하여 잘 예측할 수 있었다.

• 한국추진공학회:학술대회논문집
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• 한국추진공학회 2000년도 제15회 학술강연회논문초록집
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• pp.37-37
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• 2000

일반적으로 노즐 입구의 압력과 배압의 비가 어떤 임계값보다 큰 경우에 축소확대 노즐을 통하는 유동은 노즐목에서 초크하며, 노즐출구에서는 용이하게 초음속으로 된다. 노즐을 통하여 초음속으로 방출되는 제트유동에 관해서는 현재까지 많은 연구가 수행되었다. 이들 연구에 의하면 노즐 압력 비에 따라 노즐출구에서의 유동상태(즉 과팽창, 적정팽창, 부족팽창상태)가 결정되며, 노즐출구로부터 하류의 초음속 제트유동에서 발생하는 충격파 구조 및 위치, 제트경계의 구조 그리고 제트의 코어 등 유동의 기구가 비교적 상세하게 알려져 있다.(중략)

• 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.

• 한국추진공학회:학술대회논문집
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• 한국추진공학회 2006년도 제27회 추계학술대회논문집
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• pp.377-381
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• 2006

본 논문에서는 노즐출구 단면에 설치된 메쉬 스크린을 이용하여 초음속 제트 소음 제어하기 위한 실험을 수행하였다. 메쉬 스크린은 미소 직경을 가진 스테인레스 철사들로 만들어졌으며 철망 형태이다. 노즐 압력비는 과팽창에서 부족팽창된 초음속 제트를 얻기 위해 다양하게 변화시켰다. 초기 제트 전단층을 교란하기 위해, 메쉬 스크린의 중앙 부분에 구멍을 만들었으며 그 구멍크기는 메쉬 스크린의 소음 저감효과를 조사하기 위해 변화시켰다. 유동장을 가시화하기 위해 쉴리렌 광학 장치를 사용하였고 OASPL과 소음 스펙트럼을 얻기 위해 음향을 측정하였다. 본 실험으로부터 얻어진 결과는 메쉬 스크린이 스크리치 톤을 상당히 억제하였으며, 메쉬 스크린의 구멍크기는 초음속 제트 소음을 저감하는 중요한 인자였다. 과팽창된 제트인 경우, 소음 저감효과는 적정팽창과 부족팽창된 제트에서의 저감효과보다 매우 크게 나타났다.

• 한국추진공학회:학술대회논문집
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• 한국추진공학회 2017년도 제48회 춘계학술대회논문집
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• pp.604-605
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• 2017

본 연구는 C-D 노즐로부터 발생하는 초음속 제트 유동을 가시화하는데 목표가 있다. 본 실험에서 PIV를 이용하여 정량적인 제트의 결과를 얻어 쉴리렌 기법을 통해 얻은 정성적 결과와 비교하여 나타내었다. 컬러 쉴리렌은 $0.5{\mu}s$의 스파크 광원을 이용하였다. $M_d=2.0,2.2$의 C-D 노즐에 대해 다양한 압력비($p_0/p_b=5$, 6, 7, 8)를 적용하여 발생하는 제트에 대해 가시화 실험을 수행하였다. 가시화 결과, 제트의 주된 특성인 과팽창 제트, 부족팽창 제트, 음파 등이 관측 되었다.

• 대한기계학회논문집B
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• 제29권2호
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• pp.197-204
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• 2005

The under-expanded jet discharged from a nozzle or an orifice has been extensively employed in industrial applications and aerospace technologies. A number of studies have been made to investigate the under-expanded jet structures such as Mach disk, barrel shock wave, jet boundary configuration, etc. In the current study, a computational work is performed to investigate the effect of non-equilibrium condensation of moist air on the under-expanded jet, which is discharged from a sonic nozzle. The results obtained are compared with an available experimental data. It is found that non-equilibrium condensation of moist air alleviates the oscillations of the under-expanded jet, and can increase Mach disk diameter, without changing the location.

• 대한기계학회:학술대회논문집
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• 대한기계학회 2001년도 추계학술대회논문집B
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• pp.622-627
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• 2001

Microjet flows are often encountered in many industrial applications of micro-electro-mechanical systems as well as in medical engineering fields such as a transdermal drug delivery system for needle-free injection of drugs into the skin. The Reynolds numbers of such microjets are usually several orders of magnitude below those of larger-scale jets. The supersonic microjet physics with these low Reynolds numbers are not yet understood to date. Computational modeling and simulation can provide an effective predictive capability for the major features of the supersonic microjets. In the present study, computations using the axisymmetic, compressible, Navier-Stokes equations are applied to understand the supersonic microjet flow physics. The pressure ratio of the microjets is changed to obtain both the under- and over-expanded flows at the exit of the micronozzle. Sonic and supersonic microjets are simulated and compared with some experimental results available. Based on computational results, two microjets are discussed in terms of total pressure, jet decay and supersonic core length.

• 대한기계학회논문집B
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• 제41권7호
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• pp.489-495
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• 2017

본 연구에서는 초음속 노즐로부터 방출되는 초음속 제트유동의 정량적 가시화 실험 연구가 이루어졌다. 최근 카메라와 가시화 장비의 발달로 비압축성 유동뿐 아니라 압축성 유동 조건에서도 가시화 실험이 가능해졌다. 본 연구의 실험은 노즐 압력비 $p_0/p_b=4$, 5, 6, 7에 대해 $M_d=1.5$, 1.8인 축소확대 노즐에서 방출되는 음속 및 초음속 제트에 대해 PIV와 쉴리렌 가시화 실험을 수행하였다. PIV는 제트 유동장의 정량적 정보를 제공하며, 컬러 쉴리렌 기법과 동일한 실험조건을 적용하였다. 정량적 결과는 쉴리렌 결과와 비교하였으며, 쉴리렌의 제트는 이론적 해석과 비교하였다. 특히, 노즐 출구부근에서 발생하는 유동의 팽창 상태에 따라 달라지는 유동특성을 자세히 조사하였다.

• 한국추진공학회지
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• 제6권1호
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• pp.63-70
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• 2002

본 연구에서는 초음속 및 음속 마이크로 제트 유동의 특성을 파악하기 위해서 2차원 축대칭 압축성 Navier-Stokes 방정식을 이용한 수치해석을 수행하였다. 수치해석에서는 여러 형태의 난류모델을 적용하여 실험결과와 비교하였으며, 부족팽창과 과팽창 상태를 얻기 위하여 노즐 출구의 압력비 $P_b/P_e$를 0.2~l.25로 변화시켰다. 또, 레이놀즈 수 Re를 약 600~40000까지의 범위에서 변화시켜, $P_b/P_e$와 Re가 마이크로 제트 유동장에 미치는 영향을 조사하였다. 본 연구로부터 층류 제트의 특성은 난류 제트와는 달리 레이놀즈 수의 의존성이 크다는 것을 알았다.

• 한국추진공학회:학술대회논문집
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• 한국추진공학회 1997년도 제8회 학술강연회논문집
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• pp.75-84
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• 1997

Based upon the results of numerical calculation. empirical scaling equations were made for supersonic under-expanded jets in both axisymmetric and two dimensional flows. The objective of the present study is to obtain a straightforward method that can predict the under-expanded supersonic jets issuing from various kinds of nozzles. The present empirical equations were agreed with the calculation results of total variation diminishing difference scheme. The supersonic under-expanded jets operating with a given pressure ratio could be well predicted by the present scaling equations.