• 에너지공학
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• 제28권1호
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• pp.57-64
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• 2019

본 연구에서는 산업용 발전설비 부품의 곡면을 표면처리 하기 위한 브라스팅 노즐을 설계한 후 압축성 유동해석을 통해 분사 성능을 살펴보았다. 이때 곡면 노즐의 출구는 부품의 표면을 따라 곡면으로 설계되었다. 3차원 프린팅으로 노즐을 제작한 후 실린더형 시편의 표면에 연마재를 분사하여 세정 성능시험을 수행하였다. 해석 후 얻은 유효 세정 면적과 실험 후 얻은 유효 세정 면적의 크기와 형상이 유사하였으며 이로부터 곡면형 노즐 설계의 타당성 및 실효성을 확인하였다.

• 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.

• 한국추진공학회:학술대회논문집
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• 한국추진공학회 1999년도 제13회 학술강연논문집
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• pp.18-18
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• 1999

IRR형태의 액체 램제트 추진기관의 공기 흡입구 유동과 내부 연소 유동을 파악하기 위한 수치적 해석을 수행하였다. 해석은 다원 혼합기체에 대한 압축성 Navier-Stoke 방정식과 공기/Kerosene에 대한 화학 반응을 고려하였으며, 결합된 형태의 k-$\omega$/k-$\varepsilon$ 2 방정식 난류모델을 이용하였다. 기본 유동 해법으로는 고차의 시간 및 공간 정확도를 가지는 근사 Riemann 해법과 LU-SGS 방법을 이용하였다.

• EDISON SW 활용 경진대회 논문집
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• 제4회(2015년)
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• pp.612-617
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• 2015

초음속 흡입구는 고속 비행에서 발생하는 충격파를 이용하여 제트엔진 내부에 유입되는 공기를 압축시키는 구조로써 주로 램제트와 스크램제트 엔진에 적용되어 연구개발이 진행되어 왔으며 현재는 미사일의 추진체 개발에도 응용되고 있다. 초음속 영역에서의 흡입구는 cone 모양의 스파이크 구조를 통해 경사충격파가 생성되어 외부에서의 공기압축을 먼저 거치게 된다. 본 연구에서는 EDISON CFD를 이용하여 외부압축 초음속 흡입구 주위의 공기유동을 해석하고 Cubbison, R.W.의 풍동실험 결과와 비교 분석하였다. 초음속 흡입구 주위의 유동을 2D 축대칭 압축성 유동으로 가정하고 EDISON CFD의 2D_Comp_P 솔버를 사용하여 수치해석을 수행하였다.

• 한국추진공학회지
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• 제3권4호
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• pp.58-66
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• 1999

초음속 이젝터 유동특성은 압축성, 비정상성, 충격파 둥으로 인하여 충분히 알려져 있지 않다. 종래의 이론적/실험적 연구결과들은 대부분 1차원 가정 하에서 얻어진 것들이며, 현재까지 수치계산법을 이용하여 이젝터 내부 유동장을 해석한 실례가 많지 않다. 뿐만 아니라 기존의 수치계산 결과들은 2차유동의 질량유량이 매우 작거나 없는 단순한 유동장에 대한 것들이었다. 본 연구에서는 초음속 이젝터-펌프 유동장을 수치적으로 해석하기 위하여 축대칭 수치계산 모델을 이용하였다. 수치계산은 축대칭 압축성 Navier-Stokes 방정식에 유한체적법을 적용하였으며, 표준형 $\kappa$ -$\varepsilon$ 난류모델을 이용하였고, 2차유동의 질량유량을 변화시켜 1차유동과 2차유동의 질량비의 변화에 따른 이젝터 내부 유동장의 변화를 조사하였다. 그 결과, 2차목을 가지지 않는 일정 단면적의 혼합부를 가지는 이젝터의 경우, 이젝터 내부의 유동장 특성은 2차유동의 질량유량의 변화와 거의 무관하게 나타났다. 그러나 2차목을 가지는 경우는 2차유동의 질량유량의 증가에 따른 노즐출구 주위에서 배압으로 인하여 이젝터 내부 유동장이 크게 변화하였다.

• 한국추진공학회지
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• 제23권3호
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• pp.18-27
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• 2019

비정상 난류모델 (URANS)를 이용하여 가열된 이중제트의 유동혼합 특성에 대한 수치해석이 수행되었다. 압축성유동에서 난류확산이 크게 나타났고 비압축성 유동의 열확산이 압축성유동의 열확산 보다 크게 얻어졌다. 주파수와 위상궤적을 분석한 결과, 제트간격이 증가함에 따라 주기상태와 준주기상태가 관찰되었다. 제트간격이 클 경우 비정상유동구조가 제트유동 혼합의 특징을 결정하기 때문에 융합점과 결합점의 선형적 변화가 다르게 나타나는 것으로 관찰되었다.

• 한국전산유체공학회:학술대회논문집
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• 한국전산유체공학회 1995년도 추계 학술대회논문집
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• pp.225-234
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• 1995

터빈익렬내부의 유동해석을 위해 비압축성 점성유동해석을 이용한 수치 해석 프로그램을 개발하였다. 지배방정식으로는 2차원의 비정상 비압축성 Navier-Stokes 방정식을 일반화된 곡선좌표계로 전환하여 암시적으로(implicitly) 반복적인 시간진행방법을 이용하여 유동해석을 하였다. 지배방정식의 각항들은 시간에 대해 1차의 정확도 그리고 영역에 대해서는 2차의 정확도, 대류항에 대해서는 3차의 정확도를 가지는 Upwind기법을 적용하였다. 특히, 실험적 접근이 매우 어려운 터빈의 정익과 회전하고 있는 동익과의 상호운동을 멀티블럭기법과 데이터 interface를 통해 보다 쉽게 해석할 수 있었다. 본 연구결과는 정익만을 계산한 타 연구자의 결과와의 비교시 매우 일치하였으며 물리적인 유동을 잘 파악할 수 있었다. 난류유동 해석을 위해서 Baldwin-Lomax 모델을 적용하였다.

• 한국추진공학회지
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• 제22권6호
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• pp.47-55
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• 2018

축 대칭 형상의 핀틀 노즐에서 3차원 효과 여부를 파악하기 위하여 3차원 수치해석을 수행하였다. 초음속 노즐을 통해 배출되는 압축성 유동을 정확히 예측하기 위해 k-${\omega}$ SST 난류 모델에 압축성 보정 모델을 결합하였다. 핀틀의 전단과 후단에서 재순환 영역이 관찰되었으며, 노즐을 통해 분출되는 유동은 복잡한 충격파 구조를 형성하였다. 각 핀틀 위치에서 2차원 축대칭과 3차원의 수치해석 결과를 실험데이터와 비교해 볼 때 3차원 결과가 접선 방향 유동의 3차원 효과로 인해 유동 박리 위치와 박리로 인한 압력 상승 변화과정을 정확히 예측하였다.

• 한국항공우주학회지
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• 제37권1호
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• pp.17-27
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• 2009

압축성 영역에서 개발된 2상 유동 RoeM과 AUSMPW+를 전 마하수 영역 해석을 위해 예조건화 하였다. 압축성 영역에서 개발된 풍상차분 수치기법들은 수치점성에서 음속을 포함하는 항들을 갖고 있는데, 이는 비압축성 영역에서 관련 수치점성 크기를 지나치게 크거나 작게 만들어 해의 정확도를 떨어뜨리거나 수치 불안정 현상을 일으킨다. 따라서 예조건화된 시스템 고유값을 수치점성에 고려하여 전 마하수 영역에서 해의 정확성을 확보하였고, 점근 분석을 통해 개발된 수치기법이 비압축 극한 영역에서 보존형 지배방정식과 일관됨을 확인하였다. 수치 예제들을 통해 예조건화된 2상 유동 RoeM과 AUSMPW+가전 마하수 영역에서 합리적인 해를 도출함을 알 수 있었다.

• 한국추진공학회지
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• 제1권1호
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• pp.73-81
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• 1997

질량가중평균의 완전 Wavier-Stokes 방정식, 압축성 난류유동에 대한 Morkovin의 가설, $\textsc{k}$-$\varepsilon$ 난류모델, 압력구배와 벽열전달과 압축성의 효과를 고려한 벽함수 모델, Karki의 수치해석기법 등을 사용하여 로켓노즐 내의 난류유동 및 열 전달을 수치해석하고 Back 등의 실험 결과와 비교하였다.