• Proceeding of EDISON Challenge
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• 2012.04a
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• pp.77-80
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• 2012

초음속 흡입구는 설계점에서 안정적으로 작동하지만 설계점 밖에서는 엔진성능이 급격히 감소하거나 층 격파 불안정 문제가 발생할 수 있다. 초음속 흡입구의 일반적인 특성을 파악하기 위해 2단 꺾임각을 갖는 외부 압축식 2차원 흡입구를 설계하고 EDISON_열유체 시스템을 이용하여 최종적으로 설계 마하수 2.5에서 작동하는 형상을 얻었다. 그러나 설계 마하수 이하의 영역에서는 충격파-경계층, 충격파간 상호작용으로 인해 유동에서 박리가 발생하고 최종적으로 흡입구 목을 질식시켜 아임계 상태로 천이된다. 이를 해결하기 위해 유동 제어 방법 중 하나인 bleeding을 이용하여 경계층을 제거하거나 유동의 박리를 방지하여 충격파를 cowl lip 전방에 안정하게 고정시킬 수 있었으며, 결과적으로 목적하였던 마하수 2.0에서 2.5에 이르는 작동 영역에서 강건하게 운용될 수 있는 초음속 흡입구를 설계하였다.

• Proceeding of EDISON Challenge
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• 2015.03a
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• pp.569-574
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• 2015

지난 수십 년간 유체역학적인 관점에서 곤충이나 새의 움직임을 모방하기 위해 진동하는 익형(pitching airfoil)과 동적 실속에 관한 많은 연구가 진행되어 왔다. 그러나 유동박리가 일어나지 않는 범위 내에서 진동하는 익형의 특성에 대한 연구는 보기 드물다. 또한 기존의 유동박리가 일어나지 않는 영역에서 익형의 진동 현상에 대해 수행된 연구는 수중과 같이 낮은 레이놀즈수에서 수렴되었기 때문에, 공기 중과 같이 높은 레이놀즈수에서 유동현상과 다른 특성을 보여주고 있을 수 있다. 따라서 본 연구는 높은 레이놀즈수에서의 다양한 환산 진동수, 받음각진폭, 익형에 따른 공력특성을 분석하였다. 그 결과, 익형의 진동으로 인한 양력계수의 차이는 작음을 알 수 있었다. 그러나 높은 환산 진동수에서 익형의 항력계수가 감소하는 경향이 나타나며, 이로 인해 높은 환산 진동수에서 수치적으로 추력이 발생할 수 있음을 확인하였다.

• Proceedings of the Korean Society of Propulsion Engineers Conference
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• 2011.04a
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• pp.249-252
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• 2011

고체로켓추진기관의 추력조절을 위해 핀틀 기술이 사용된다. 아직까지 핀틀 유동에 대해 근본적인 물리적 이해를 돕는 연구가 공개되지 않아, 이 연구에서 다양한 형상의 needle형 핀틀에 따른 유동구조에 대한 수치적 연구를 진행하였다. 2차원 축대칭, 압축성을 고려하여, 상용 열유체 해석 프로그램인 FLUENT 6.2를 사용하여 해석을 수행하였다. 난류 모델을 검증하기 위해 기 수행된 실험 결과와 비교하였다. 핀틀 각도(tip angle)가 작아질수록 노즐에서 유동 박리점이 하류로 이동하며, 핀틀에서 발생하는 끝단 충격파가 약해진다. 핀틀 반경(tip radius)이 작아질수록 핀틀에서 발생하는 끝단 충격파가 하류로 이동하며, 크기는 약해진다. 핀틀 형상(contour)은 유동 박리 지점에 직접적인 영향을 미친다.

• Journal of Ocean Engineering and Technology
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• v.7 no.2
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• pp.150-161
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• 1993

원초변수를 이용한 Navier-Stokes 방정식의 수치계산기법을 개발하고, 이를 응용하여 backward facing step의 층류 유동을 계산하였다. 직교좌표계에서의 비압축성 Navier-Stokes방정식을 풀기위해 시간과 공간항을 2차 정도의 유한 차분을 사용하여 이산화하였고 비교차격자계를 사용하여 양해법으로 수치 계산하였다. 운동량방정식과 연속방정식으로 부터 유도된 압력방정식(pressure-poisson equation)을 이용하여 무발산 조건을 만족시켰ㄲ다. Backward facing step의 층류 유동을 100.$\leq$R$_e$$\leq$1000 범위에 대해서 수치 계산하였으며 실험결과와 잘 일치하는 결과를 구할 수 있었다. 특히 step뒤에서 생기는 박리구간의 길이는 다른 계산결과들보다 실험치에 가까운 값을 얻을 수 있었으며, Re가 600보다 클때는 위쪽 벽에 또 다른 박리 유동이 발생되는 현상이 예측되었다.

• Journal of the Korean Society for Aeronautical & Space Sciences
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• v.45 no.5
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• pp.367-375
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• 2017

RANS computational analysis was performed on the head of the launch vehicle including the hammerhead nose pairing in the supersonic regime. The two-dimensional axisymmetric analysis was performed by using laminar, fully turbulent and transition models and compared with the experimental data. It was observed that different flow phenomena occurred depending on the Reynolds number. Under the high Reynolds number condition, the boundary layer becomes turbulent, which is not separated from the surface of the launch vehicle. With the low Reynolds number condition, laminar separation bubble was produced due to the separation and reattachment of the boundary layer on the expansion-compression edge of the hammerhead type nose fairing. The three-dimensional computations with the angle of attack showed a fully detached vortical structure due to the laminar separation bubble. It is proved that the turbulent transition should be considered to predict the separation bubble with the Reynolds number.

• Journal of the Korean Society of Propulsion Engineers
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• v.20 no.4
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• pp.59-67
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• 2016

Numerical simulations have been performed to investigate thrust characteristics of a through-type pintle nozzle with or without flow separation at various operating altitudes. The low Reynolds number $k-{\varepsilon}$ with compressibility correction proposed by Sarkar are applied. The detail flow structures are observed and static pressures along nozzle wall are compared with experimental results. The flow separation in the pintle nozzle disappears and jet plume strongly expands as its operating altitude increases. To evaluate the thrust characteristics, the momentum term and pressure term of thrust are analyzed. Thrust and thrust coefficient at altitude 20 km are about 10% more than them at the ground 0km.

• Journal of the Society of Naval Architects of Korea
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• v.32 no.3
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• pp.51-61
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• 1995

A numerical method was developed to solve the Navies-Stokes equations for unsteady laminar flow around a hydrofoil. The present method used the finite-difference scheme in the collocated grid system and the pressure-Poisson method was employed to obtain divergence-free velocity field each time step. The numerical method was applied at first to laminar flow around a circular cylinder to confirm capability of the code. In the next, calculations were carried out for a hydrofoil in an unbounded fluid at the Reynolds number of $10^4$ in order to investigate unsteady phenomena with vortex shedding. The calculate results showed reasonable features about laminar vortex shedding around a streamlined body.

• Proceedings of the KSME Conference
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• 2005.11a
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• pp.49.1-49.1
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• 2005

• Proceedings of the Korea Technology Innovation Society Conference
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• 2015.11a
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• pp.814-820
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• 2015

• Journal of the Korean Society for Aeronautical & Space Sciences
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• v.46 no.1
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• pp.10-17
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• 2018

The size of commercial wind turbines has been increased. Generally, the pitch control is used to increase the efficiency of wind turbine. However, the pitch control has difficulty to control the local unsteady flow control which makes fatigue load and decreases the efficiency. In this research, Synthetic Jet Actuators(SJAs) are manufactured and applied into a wing section to delay flow separation and increase aerodynamic performances. The SJAs as a kind of zero-net mass-flux actuators injects and removes fluid through a small orifice with a given frequency. The SJA modules actuated by piezoelectric disks are manufactured and the aerodynamic performances are measured according to the shape of the orifice and the velocity of the jets through the wind tunnel test. It is confirmed that as the velocity of the jets are increased using rectangular shape orifice, drag force is decreased and lift force in increased.