• Journal of the Korean Society for Aeronautical & Space Sciences
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• v.38 no.1
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• pp.64-72
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• 2010

Due to the interaction between main oxidizer flow and the wall injected flow resulting from the regression process, a specific time characteristics identified in the frequency spectrum of streamwise velocity is generated in the hybrid rocket motor. In order to understand the response of the turbulent flow to two different types of external momentum forcing, LES analysis was conducted without considering the combustion. It turns out that both concentrated and distributed forcings do not lead to the disastrous resonance phenomenon. Energy contents are enhanced due to the added momentum but the peak frequency was not modified in the turbulent flow near the end of the rocket motor. Natural frequency of the flow system should be taken into account to further pursue the instability issue by using external forcing.

• Proceedings of the Korean Society of Propulsion Engineers Conference
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• 1998.04a
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• pp.17-17
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• 1998

연소반응을 가지는 후류(wake)는 가스터빈 연소실의 flame holder 등에서 발생한다. 후류유동의 안정성 혹은 불안정성은 이러한 유동에 있어서 많은 영향을 끼치므로 상당히 중요하다. 본 연구는 위와 같이 연소 반응에 의한 밀도구배를 가지는 후류유동에 대하여 불안정성 해석을 수행하였다. 교란에 대한 지배방정식은 Navier-Stokes 방정식에서 점성항을 제외한 Euler 방정식을 고려하였다. 충류유동의 압력은 일정하다고 가정하였다. 교란 방정식을 유도하기 위하여 충류 유동이 평행하여 유동 방향에 수직한 방향의 구배만이 존재한다고 가정하였다. 모든 변수들은 충류 유동의 값과 움직이는 파장의 형태를 가지는 작은 교란의 합으로 생각하여 압력에 대한 교란방정식을 구하며, shooting법과 Newton-Raphson법에 근거를 두는 반복법을 사용하여 풀었다. 불안정성 해석을 수행하는 기본 유동의 속도장 및 온도장은 불안정성 해석을 수행하는 기본 유동의 속도장 및 온도장은 비압축성의 경우 우선 Gaussian Profile 가정함과 동시에 연소반응을 포함하는 유동장을 보다 정확히 구하기 위하여 Navier-Stokes 방정식으로부터 구한 결과를 사용하였다. 연소반응을 포함하는 유동장을 구할 때에는 해석상 편의를 위해 예혼합물질은 이상기체로, 화학반응은 1단계의 비가역반응으로 가정하였으며, 반응열로 인한 부력의 효과는 무시하였다. 위와 같은 유동장을 가지고 불안정성 해석을 수행한 결과 후류유동은 두 개의 변곡점을 가지며 sinuous 모드와 varicose모드의 두 개의 불안정성 모드가 있음을 보였다. 밀도 변화가 있는 경우나 밀도 변화가 없는 경우 모두 sinuous 모드의 가장 불안정한 모드가 varicose 모드의 가장 불안정한 모드보다 더 불안정함을 보여주어 후류 유동은 자유 유동에 가까운 위상 속도를 가지는 sinuous 모드에 의해 지배될 것임을 예측할 수 있다. 연소반응이 완전연소에 가까울수록 그리고 압축성 효과가 클수록 유동내부의 온도가 증가하고 점성 또한 증가하여 후류유동은 안정됨을 알 수 있었다 유동변수들의 contour로부터 유동의 특성을 예측한 결과 baroclinic 항이 dilatational 항보다 상대적으로 크며, 중심선 상하에 생기는 vortex를 더욱 성장시킬 것으로 생각된다.

• Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers
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• v.14 no.5
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• pp.1290-1299
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• 1990

Characteristics of flow patterns in horizontal gas-liquid two-phase flow for two different sizes of pipe were investigated based upon a statistical analysis of differential pressure fluctuations at an orifice. The probability density function and the power spectral density function of the traces indicate peculiar shapes depending upon the two-phase flow regime. Mixed and separated flows also could be identified by the autocorrelation function. The transition region from separated flow to mixed flow also could be identified by these statistical properties. The experimental data determined by this method were compared with the flow pattern maps suggested by other investigators. The result indicates that the statistical characteristics of differential pressure fluctuations at orifices may be a useful tool for identifying flow patterns of horizontal gas-liquid two-phase flow.

• Journal of the Korean Society for Aeronautical & Space Sciences
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• v.31 no.4
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• pp.1-7
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• 2003

습공기에 포함된 수증기가 상(Phase)변화를 일으킬 때 잠열이 발생하고 이 잠열은 익형 주위의 압축성 유동 상태량들을 변화시키므로, 이러한 열 증가가 유동에 끼치는 영향에 대하여 수치해석을 통하여 연구 수행하였다. 수치해석은 Rusak 과 Lee [1]가 최근에 연구 수행한 미교란 방법(small-disturbance approach)에 근거하여 이루어졌다. 고전적 핵 생성 모델과 작은 물방울 성장(droplet growth)모델을 이용한 이 방법에서는 비평형 균질 응축과정에서 일어나는 열 방출을 묘사한다. 응축에 의한 열전달, 압축성 유동의 운동에너지, 그리고 유동의 열적 상태량들 사이에서 일어나는 비선형 상호영향을 조사하고, 또한 주어진 문제를 지배가호 있는 상사 파라미터들을 제시하였다. 계산 결과들은 Euler 방정식을 사용하여 얻은 선행 수치계산들과 비교하여 잘 일치됨을 보였다. 상사법칙은 유동 동역학과 응축 상태량들이 상당히 비슷하게 거동하는 다양한 유동 형태들을 제안한다. 압축성 습공기 유동은 유체기계에 사용되는 익형들의 공력 성능을 증가시키는데 응용될 수 있다.

• Proceedings of the Korean Society of Propulsion Engineers Conference
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• 1998.10a
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• pp.7-7
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• 1998

액체 연료 분포의 균일성과 대칭성은 연소 효율을 높이고, 공해 물질을 줄이는데 있어서 필수적인 요소이기 때문에 분무 패턴을 정량적으로 해석하는 것은 매우 중요하다. 고전적으로 사용되고 있는 mechanical patternator는 ⅰ) 유동을 교란시키고, ⅱ) 공간 분해능이 떨어지며, ⅲ) 복잡한 재순환 유동이나 화학 반응이 있는 유동에서의 적용이 어렵다는 단점을 가지고 있다. 이러한 단점들을 극복하기 위하여 레이저를 이용한 optical patternator에 대한 연구가 진행되고 있다. Optical patternator는 유동을 교란시키지 않으면서 고해상도의 분무 패턴 측정을 할 수 있다. 형광 신호는 물질의 체적에 비례한다. 따라서, 레이저 평면광을 분무에 조사시켜 주어서 유도되는 형광 신호를 이용하는 평면액체 레이저 유도 형광법(PLLIF : Planar Liquid Laser Induced Fluorescence)은 분무패턴을 알아보는 매우 유용한 방법이다.

• Proceedings of the Korean Society for Noise and Vibration Engineering Conference
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• 2006.05a
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• pp.392-395
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• 2006

The configuration of coaxial co-rotating contained in shroud provides a useful model for investigating the characteristics of flow in the HDD. Reynolds number is defined as $Re_R={\Omega}{R_o}^2/{\upsilon},\;Re_H={\Omega}R_oH/{\upsilon}$ in present study. An experimental investigation was performed for turbulence profiles and PSD distribution and vortices frequency behavior for various range of $Re_R=2.43{\times}10^4{\sim}3.61{\times}10^5$. A laser Doppler anemometry (LDA) is used to obtain the velocity field of unobstructed co-rotating disks flow. Airflow pattern visualization between inner and outer region was compared with turbulence profiles measured from LDA. Outer detached shear layer and dead-zone without oscillating velocity fluctuation to circumferential mean were quantitively traced.

• Journal of the Korean Society for Aeronautical & Space Sciences
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• v.30 no.3
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• pp.27-36
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• 2002

Numerical stability is studied based on numerics and mathematics. It is frequently observed in the region where velocity is zero. In that region, the Euler equation have numerous solutions and, thus, it is impossible to determine a unique solution with only governing equations. However, a unique solution can be determined by additional outer flow conditions or outer numerical discontinuity calculation since the information or a unique solution under undisturbed conditions is lost by disturbances. In this reason, the numerical scheme comsistent with Euler equations cannot remove shock instability completely.

• Tunnel and Underground Space
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• v.12 no.4
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• pp.277-283
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• 2002

This experimental study concerns the characteristics of a helical flow in a concentric annulus with a diameter ratio of 0.52, whose outer cylinder is stationary and inner one is rotating. The pressure losses and skin friction coefficients have been measured for the fully developed flow of Non-Newtonian fluid, aqueous solution of sodium carbomethyl cellulose (CMC) and bentonite with inner cylinder rotational speed of 0~400 prm. Also, the visualization of helical flows has been performed to observe the unstable waves. The results of present study reveal the relation of the Reynolds number Re and Rossby number Ro with respect to the skin friction coefficients. In somehow, they show the existence of flow instability mechanism. The pressure losses increase as the rotational speed increases, but the gradient of pressure losses decreases as the Reynolds number increases in the regime of transition and turbulence. And the increase of flow disturbance by Taylor vortex in a concentric annulus with rotating inner cylinder results in the decrease of the critical Reynolds number with the increase of skin friction coefficient.

• Journal of the Korean Vacuum Society
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• v.17 no.3
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• pp.189-194
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• 2008

Measurements with a Langmuir probe, which are the most often used procedures of plasma diagnostics, can disturb plasma flows and change its characteristics quite a little because the probe should be inserted into thermal flowing plasmas. In this study, we calculated the characteristics of thermal plasmas with and without the probe into an atmospheric argon free-burning arc numerically, and investigated aerodynamic and thermal disturbances with temperature and axial velocity distributions. For the modelling of thermal plasmas, we have made two governing equations, which are on the thermal-flow and electromagnetic fields, coupled together with a commercial CFD package and user-coded subroutines. It was found that thermal disturbances happened to both sides of the probe, before and behind, seriously. Due to the aerodynamic disturbance, we could find that there were the stagnation point in front of the probe and the wake behind it. Therefore, aerodynamic and thermal disturbances caused by the probe insertion should be considered to increase the reliability of the probe diagnostics.

• Proceedings of the Korean Society of Propulsion Engineers Conference
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• 2011.11a
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• pp.31-37
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• 2011

Detail flow structure in a large solid rocket motor with two inhibitors has been investigated using 3D Large Eddy Simulation and Proper Orthogonal Decomposition(POD) analysis. Vortex shedding frequencies periodically occurred by inhibitors are coupled with flow acoustics induced by the impinging of vorticity on nozzle head. As a result of 3D analysis, it was observed that the nozzle exit flow causes roll-torques from the vortex being decomposed in unbalanced shape for the impinging of vorticity on the nozzle head.