• 한국추진공학회:학술대회논문집
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• 한국추진공학회 2011년도 제36회 춘계학술대회논문집
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• pp.331-334
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• 2011

램제트 엔진의 성능은 초음속 흡입구의 성능과 밀접한 연관이 있다. 초음속 흡입구 내부 유동 특성을 관찰하기 위해 실험적/전산해석적 연구를 수행하였다. 자발 시동이 가능한 2차원 실험 모델을 설계 제작하고 마하 2.5 초음속 풍동을 이용한 실험적 연구와 Menter's SST 난류 모델과 RANS 방정식에 기본한 전산해석 결과로부터 내부 유동 특성을 정리하였다. 흡입구의 안정 작동 조건에서의 의사충격파(Pseudo-shock wave)와 불안정 작동 조건의 버즈 현상에 대해 자세한 가시화 결과를 제시하였다.

• 기계저널
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• 제32권11호
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• pp.910-916
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• 1992

신엔진 개발에서 동력을 증대시키려는 연구와 얻어진 에너지가 엔진을 구동시키기 위한 내부에 너지로 소비되지 않고 가능한 제동마력으로 보내려는 에너지 절약의 측면에서 접근하려는 연구가 있다. 전자의 연구개발은 연료와 공기의 열유동 해석, 혼합비 조절, 점화시기 및 방법, 연료의 선정, 터보차저의 설치, 즉 엔진에 공급되는 고열원부의 열량 $Q_H$ 를 증가 시키든지 또는 대기중으로 방출하는 저열원부의 열량$Q_L$ 을 어떻게 감소시키느냐에 관심을 가지고 있는 연구이다. 그러나 후자의 경우는 이미 생산된 에너지를 가능한 한 소비시키지 않고 모두 제동 마력으로 보내도록 노력하는 연구, 즉 트라이몰로지에 기초를 둔 연구개발 분야이다. 엔진개발 에서 트라이볼로지의 역할은 대단히 중요하나 기술 자체가 대단히 미시적이기 때문에 신기술 개발이 대단히 어려우며, 이 분야의 필요성이 크게 대두된 것도 십수년 전에 불과하므로 기술 축적이 많이 안된 분야 중의 하나이다. 트라이볼로지 기술의 필요성이 현저하게 부각되기는 하 였지만 해결하기가 대단히 어려운 분야이다. 그러나 일단 섬세하고도 미시적인 트라이볼로지 기술의 벽을 극복하면 큰 효과를 발휘하게 된다. 고도의 첨단기술을 개발하고 적용해야 하는 선진기술국에서는 에너지 절약의 측면보다는 새로운 기술개발의 측면에서 트라이볼로지 기술을 적극적으로 지원하고 있다.

• 한국추진공학회지
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• 제25권6호
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• pp.36-44
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• 2021

스크램제트 엔진 비행시험체의 굽어진 중앙동체 내부 유로에서 발생하는 충격파-경계층 상호작용에 대한 수치해석을 수행하였다. 수치해석에는 압축성 Raynolds Averaged Navier Stokes(RANS) 방정식에 난류모델 k-ω SST을 사용하였다. 대표적으로 노즐 윗 벽면의 박리기포, 오목한 충격파와 경계층의 상호작용, 모서리의 충격파-충격파 상호작용이 포착되었다. 해석 결과는 굽어진 내부 유로의 충격파-경계층 상호작용을 가시화하여 이해를 높이고 설계 유의점을 제시하였다.

• 한국항공우주학회지
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• 제39권4호
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• pp.348-353
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• 2011

액체 질소를 이용하여 극저온 단일 제트 유동의 특성을 관찰하였다. 고압 챔버 내부에 액체 질소를 분사하여 단일 제트를 생성, 주위기체압력을 변화시킴으로써 아임계 조건부터 초임계 조건의 주위 환경에 따른 제트의 특성 변화를 확인하였다. 또한 분사기의 길이 대 직경비 및 분사기 내부 형상의 변화에 따른 제트의 특성 변화를 파악하였다. 유동 가시화를 통하여 극저온 제트의 형상 및 액주의 지름을 측정하였으며, 이로부터 액주의 확산각을 계산하여 이전 연구 결과와 비교하였다. 아임계 조건 및 초임계 조건에서의 제트의 형상 변화를 관찰하였으며, 주위기체압력이 대기압과 동일할 경우 제트 유동에서 불안정이 발생함을 확인하였다. 또한 주위기체압력이 증가함에 따라 액주의 확산각이 점차 증가하다가 일정 압력 이상에서 거의 일정하게 유지됨을 확인하였다.

• 대한기계학회:학술대회논문집
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• 대한기계학회 2000년도 추계학술대회논문집B
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• pp.745-750
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• 2000

A numerical code which can simulate unsteady, incompressible and 3-dimensional flows in an engine cylinder has been developed. The governing equations based on the cylindrical coordinate are discretized by the finite volume method with staggered variable arrangements. A geometric conservation rule is also incorporated into the simulation code in order to deal with a moving boundary problem. For the unsteady simulation, a fractional step method is adopted. The law of wall is applied to the wall boundaries and standard $k-\;{\varepsilon}$ model is used to describe the in-cylinder turbulent flow. The model cylinder has one eccentric port, flat piston and flat cylinder-head. The comparisons with experimental data show fairly well qualitative agreement.

• 대한기계학회논문집B
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• 제21권8호
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• pp.1077-1085
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• 1997

The use of "clean fuels" such as butane, propane, and mixtures of these (LPG) is an attractive way to reduce exhaust emissions. In this study internal flow of the pintle type injector for LPG engine is studied. The breakup of liquid jet is the result of competing, unstable hydrodynamic forces acting on the liquid jet as it exits the nozzle. The nozzle geometry and up-stream injection conditions affect the characteristics of flow inside the nozzle, such as turbulence and cavitation bubbles. A set of calculations of the internal flow in a pintle type nozzle were performed using a two dimensional flow simulation under different nozzle geometry and upstream flow conditions. The calculation showed that the turbulent intensity and discharge coefficient are related to needle leading angle(.alpha.) and needle lift.edle lift.

• Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
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• 제35권4호
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• pp.460-467
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• 2011

중속 디젤 엔진에 적용된 연료 펌프의 스필 포트 및 플런저 벽면에서 발생하는 캐비테이션 손상 원인을 규명하기 위해, 연료 펌프의 스필 포트 내부에서 일어나는 캐비테이션 유동 현상에 대한 가시화를 수행 하였다. 이를 위해 기존 연료 펌프를 개조하여 사파이어 가시창을 제작, 설치하고, 고속 카메라와 Nd-YAG 레이져 및 산업용 내시경을 이용한 다양한 가시화 방법을 모색하였다. 취득한 영상의 분석 결과 연료의 분사 과정 동안 네 가지 형태의 특징적인 캐비테이션 현상이 목격되며, 특히 연료 압송 과정의 종료 직전과 직후 에서 발생하는 분수 형태와 제트 형태의 캐비테이션이 손상의 지배적인 원인으로 판명되었다.

• 한국추진공학회지
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• 제9권2호
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• pp.97-104
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• 2005

많은 장점에도 불구하고 유동함수를 이용한 수치해석용 격자생성 좌표변환기법의 단점은 저속영역에서의 격자간격이 고속영역에 비해 상대적으로 큼에 따라 수치적 처리에 많은 오차를 내포하고 있다는 점이다. 본 연구에서는 이러한 저속영역에서의 단점을 보완하기 위하여 격자간격을 속도크기 및 영역에 따라 적절히 조절할 수 있도록 수학적으로 변형된 압축성 유동함수를 이용한 좌표변환기법을 제안하고 가스터빈엔진에 주로 적용되는 유동모델로서 동심원상 두개 이상의 난류제트혼합유동에 대해 적용하였으며 해당 실험치, 즉 축 방향 평균속도분포, 난류운동에너지, 그리고 난류전단응력분포와 비교하여 난류운동에너지가 약간 과소평가 된 대칭축을 제외한 혼합경계층 내에서 $3.5\%$ 이내의 신뢰성을 확보하였다. 본 기법은 특히 터보팬엔진에 대한 내부흐름들의 혼합유동을 규명하거나 또는 난류전단응력에 의한 제트소음발생 및 저감방법을 도모하는데 유용하게 활용될 것으로 기대된다.

• 한국추진공학회지
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• 제17권3호
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• pp.9-14
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• 2013

수소를 연료로 사용하는 마하 5 스크램젯 엔진 모델에 대해 불어내기식 시험 설비를 사용해 연소 시험을 수행했다. 두 가지 모델 형상에 대해 각각 연료가 없는 경우와 두 가지 당량비로 연료를 공급한 경우를 시험했다. 모델 내부의 벽면 정압력을 측정해 시간에 대한 데이터와 시간 평균한 공간적 데이터 분포를 사용해 모델 내부의 유동과 연소 현상을 분석했다. 모델 길이가 짧은 경우는 두 가지 당량비 모두에서 초음속 연소가 일어났다. 모델 길이가 긴 경우는 낮은 당량비에서는 초음속 연소가, 높은 당량비에서는 열질식이 발생하면서 아음속 연소가 일어났다. 이 때 흡입구 불시동은 발생하지 않았다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제20권12호
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• pp.629-635
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• 2019

자주포는 운용 특성상 정차상태에서 구동하기 때문에 엔진을 사용할 만큼 많은 에너지가 필요하지 않다. 이와 같은 문제점을 보완하기 위하여 성능개량된 자주포에는 보조동력장치(APU)를 설치하였다. APU를 통하여 엔진의 불필요한 가동을 줄일 수 있고, 이는 엔진의 수명을 늘릴 수 있다. 본 연구에서는 APU 내부 엔진룸의 열 유동을 최적화하기 위하여 Fan과 오일쿨러 적용에 따른 영향을 분석하였다. 열유동 해석을 수행하기 위하여 대기환경과 일사량은 MIL-STD-810을 적용하였다. 흡입구/배출구 Fan을 적용한 경우(Case1), 흡입구 Fan과 오일쿨러를 적용한 경우(Case2), 흡입구/배출구 Fan과 오일쿨러를 적용한 경우(Case3) 3가지에 대하여 열유동을 해석하였다. 해석결과 Case3의 실린더 헤드 온도가 Case1 보다 21.4℃, Case2 보다 8.0℃ 낮은 것을 확인하였다. 해석결과에 대한 타당성을 검토하기 위하여 동일 외기조건에서 실험을 진행하였다. 해석수치와 실험결과가 7%이하의 차이를 나타냈다. 이를 통하여 APU 열유동 최적화 모델이 설계조건을 만족하는 것을 확인하였다. 본 연구결과를 통하여 추후 개발하는 타 군용 APU 열유동 최적화에 대한 기초자료로 사용될 것으로 기대된다.