• 한국추진공학회:학술대회논문집
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• 한국추진공학회 2007년도 제28회 춘계학술대회논문집
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• pp.329-334
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• 2007

초음속 제트 마하수 1.07부터 1.2 범위에서 축대칭 제트 스크리치 톤을 해석하였다. 축대칭 모드는 낮은 마하수 축대칭 제트의 지배적인 스크리치 톤 모드이다. 난류 해석을 위해 수정된 Spalart-Allmaras 모델을 RANS (Reynolds-averaged Navier-Stokes) 방정식에 사용하였다. 스크리치 톤 해석에서 중요한 음파의 전파, shock-cell 구조, shock-cell의 비정상 거동 및 거대한 불안정 파를 정확히 계산하기 위해 비반사 특성 경계조건과 연계한 고차정확도의 ENO 기법을 사용하였다. 수치해석결과는 다른 연구자들의 실험 결과와 잘 일치하였으며, 따라서 본 연구에 사용된 수치 기법들이 초음속 제트 유동 구조 및 소음연구에 유용함을 확인하였다.

• 한국항공우주학회지
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• 제35권2호
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• pp.94-100
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• 2007

초음속 제트 마하수 1.07부터 1.2 범위에서 축대칭 제트 스크리치 톤을 해석하였다. 축대칭 모드는 낮은 마하수 축대칭 제트의 지배적인 스크리치 톤 모드이다. 난류 해석을 위해 수정된 Spalart-Allmaras 모델을 RANS (Reynolds-averaged Navier-Stokes) 방정식에 사용하였다. 스크리치 톤 해석에서 중요한 음파의 전파, shock-cell 구조 및 거대한 불안정 파를 정확히 계산하기 위해 비반사 특성 경계조건과 연계한 고차정확도의 ENO 기법을 사용하였다. 수치 해석결과는 다른 연구자들의 실험 및 계산 결과와 잘 일치하였으며, 따라서 본 연구에 사용된 수치 기법들이 초음속 제트 유동 및 소음연구에 타당함을 확인하였다.

• 한국항공우주학회지
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• 제38권8호
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• pp.790-797
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• 2010

마하수 1.0~1.2 범위의 초음속 제트에서 발생되는 축대칭 스크리치 톤 소음의 모드 전이 현상이 수치적으로 분석되었다. 이를 위해 k-e 난류모델을 가진 축대칭 Navier-Stokes 방정식이 사용되었으며 수치기법으로서 공간에 대해 소산관계보존기법과 시간에 대해 최적화된 4단계 시간 적분법이 사용되었다. 특히 낮은 마하수에서 발생하는 축대칭 A1 모드의 경우, 비선형성에 기인한 부가적인 음향파 발생을 확인하였으며, 강한 와류의 발생으로 인해 스크리치 소음 주파수는 와류 통과 주파수와 일치함을 알게 되었다.

• 한국추진공학회:학술대회논문집
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• 한국추진공학회 2006년도 제26회 춘계학술대회논문집
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• pp.337-340
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• 2006

본 논문은 초음속 제트에서 발생하는 천음속 공명현상에 대한 실험적 연구를 기술한다. 초음속 노즐이 매우 낮은 압력비에서 작동될 때, 노즐내의 확대부에서 충격파가 발생한다. 천음속 공명현상은 이러한 충격파의 불안정한 진동에 의한 강한 음파의 발생에 기인한다. 제트 유동장은 쉴리렌 광학장치를 이용하여 가시화 하였다. 제트유동의 천음속 공명현상을 조사하기 위하여, 음향측정을 수행하였다. 천음속 공명 현상의 음향특성은 스크리치 톤과 비교하였다. 본 연구에서 얻어진 결과에 의하면, 스크리치 톤의 주파수와는 달리, 천음속 톤의 주파수는 노즐 압력비가 증가할수록 증가한다.

• 한국전산유체공학회지
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• 제12권1호
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• pp.53-59
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• 2007

An axisymmetric supersonic screeching jet is numerically simulated to examine the length scales of screech frequency as well as screech tone generation mechanism. The axisymmetric Reynolds-averaged Navier-Stokes equations in conjuction with a modified Spalart-Allmaras turbulence model are employed. It is demonstrated that the axisymmetric jet screech tones can be simulated correctly and the numerical results are in good agreement with the experimental data. Instability waves, shock-cell structures and the phenomena of shock motion are investigated in detail to identify the screech tone generation mechanism. Shock spacings and standing wave length are analyzed to determine the dominent length scale crucial to the screech frequency formulation.

• 대한기계학회:학술대회논문집
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• 대한기계학회 2002년도 학술대회지
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• pp.221-224
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• 2002

A technique of mixing enhancement in an underexpanded sonic round jet is studied with fully expanded jet Mach number 1.5. Tonal sound, jet screech can be produced at some underexpansion pressure ratio in a sonic jet. Since the jet screech excites the initial Jet shear layer to change the flow, a reflector which focuses the jet screech near the nozzle lip is designed. The reflector has an elliptic shape of which two foci are located near the nozzle lip and the jet screech source region. Jet screech tone near the nozzle lip increases with the elliptic reflector and spreading of the jet largely increases. It is concluded that mixing enhancement of the jet with the elliptic reflector is attributed to large scale structures which are initially excited by the increased jet screech.

• 대한기계학회:학술대회논문집
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• 대한기계학회 2004년도 춘계학술대회
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• pp.2023-2028
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• 2004

The effects of nozzle-lip thickness on the relationship between screech tone and broadband shock-associated noise were experimentally investigated using a convergent-divergent nozzle with a design Mach number of 2.0. Overall sound pressure levels (OASPL) and noise spectra were obtained at far-field locations. Schlieren optical system was used to visualize the flow-fields of supersonic jets. A baffle plate was installed at the exit of the nozzle and its size was varied to obtain different nozzle-lip thicknesses. Experiment was carried out over a wide range of nozzle pressure ratios from 2.0 and 18.0, which corresponds to over- and under-expanded conditions. The results obtained clearly show that the screech tones are influenced by the nozzle-lip thickness. It is found that the screech tone and its peak amplitude are strongly dependent on whether the jet is over-expanded and under-expanded at the nozzle exit.

• 대한기계학회논문집B
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• 제28권8호
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• pp.887-894
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• 2004

A technique of mixing enhancement by using an elliptic jet screech reflector has been examined experimentally in an underexpanded sonic round jet where jet screech tone is generated. Since jet screech is known to enhance jet spreading, a reflector was designed to focus jet screech waves near the nozzle lip at an underexpanded jet. The reflector has an elliptic cross section of which one focus is located near the nozzle lip and the other in the jet screech source region in a plane including the jet axis. In the jet with the elliptic reflector, the mass flow rate showed a significant increase in the jet entrainment when compared to that for the small disk reflector. This was attributed to the increased screech amplitude near the nozzle lip as well as the mode change of the jet. The jet mixing was also increased by the amplified jet screech at two other underexpanded jets, but the jet oscillation mode did not change.

• 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.

• 한국항공우주학회지
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• 제35권1호
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• pp.27-32
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• 2007

본 논문에서는 초음속 제트로부터 유발되는 소음의 특성을 실험적으로 분석하고, 기존의 소음예측식을 사용하여 비교해 봄으로서 예측식의 적용가능 범위를 살펴보았다. 실험을 위하여 제작된 초음속제트 발생장치의 출구마하수를 측정하기 위하여 정체실의 온도, 압력과 함께 피토 튜브를 이용하였고, 결과를 쉐도우 그래프 가시화 방법을 사용하여 얻은 결과와 비교하였다. 제트소음의 스펙트럼을 관찰한 결과, 불완전 팽창의 제트 유동에서 발생하는 충격파 관련 소음인 광대역 소음과 스크리치 톤 소음의 경향이 나타는 것을 확인 할 수 있었다. 아음속 조건에서는 큰 난류 구조에 의해 발생되는 난류 혼합 소음에 의하여 흐름방향으로 강한 방향성을 나타내었고, 초음속 조건에서는 충격파 관련 소음이 흐름의 상류 방향으로도 강하게 전파됨을 확인 하였다. 그리고 제트 엔진의 소음 예측 프로그램인 ARP876D 코드를 이용하여 실험에서 측정한 스펙트럼과 비교해 본 결과 아음속 영역에서보다는 초음속 영역에서 더 좋은 결과를 보였다.