• 한국추진공학회지
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• 제8권4호
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• pp.16-25
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• 2004

구리분말 소결윅 히트파이프의 열수송 한계를 예측하는 이론적 해석을 수행하였다. 히트파이프의 직경은 8 mm이고 물을 작동유체로 사용하였다. 입자의 직경을 대표적인 5 가지로 분류하여 각각의 유효 모세관 반경($r_c$) 기공률($\varepsilon$), 투파율(K)을 토대로 작동온도와 윅 두에 그리고 경사각에 따른 모세관압력과 열수송 한계, 열저항을 분석하였다. 소결윅의 모세관한계는 입자 직경이 크고 윅 두께가 증가하며 작동온도가 높을수록 증가했다 기공률과 모세관 반경이 증가할수록 열수송 한계가 높아졌으며, 윅 두께가 증가함에 따라 열저항이 크게 상승하였다.

• 항공우주시스템공학회지
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• 제16권1호
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• pp.56-69
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• 2022

주요 선진국들은 극초음속 무기체계 개발에 경쟁을 가속화하고 있다. 북한은 잠수함 발사 탄도 미사일을 탑재한 신형 잠수함 건조를 눈앞에 두고 있고, 한국은 핵추진 잠수함, 경 항공모함, 신형 미사일 개발 등 다양한 전력 증강 계획을 추진하고 있다. 동북 아시아 지역은 한국을 비롯하여, 북한, 미국, 중국, 러시아, 일본이 군사적 경쟁 속에서 긴장감을 늦출 수 없는 상황을 지속하고 있다. 이에 따라, 이들 국가들의 무기체계 개발 경쟁도 전 세계의 최고 수준을 보여주고 있으며, 그 중심에 한국이 놓여있다. 본 논문에서는 주요 국가들이 개발 경쟁을 하고 있는 극초음속 무기체계가 왜 필요한지 기술적 분석을 통해 그 의미를 알아보고, 한국군이 추구하고자 하는 군사력 발전 방향을 분석해 본다. 그리고 극초음속 무기체계 개발을 위해 극복해야 하는 기술적 한계와 추진 전략에 대해 제안하고자 한다.

• EDISON SW 활용 경진대회 논문집
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• 제2회(2013년)
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• pp.365-370
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• 2013

현대에 이르러 초음속 운영 영역에서의 항공기에 대한 많은 연구가 진행되고 있으나, 음속 폭음 현상과 충격파 현상에서 야기된 높은 항력 및 연료 효율성 저하로 인하여 그 한계에 부딪치고 있다. Busemann 복엽 익형은 이와 같은 문제를 해결하기 위한 형상이며, 상하 형상에 의한 파동 상쇄효과 및 파동 감소효과를 통해 충격파의 강도와 음속 폭음 효과를 감소시키는 형상이다. 하지만 본 익형은 탈설계 조건에서 항력 계수가 급격하게 증가하는 등의 문제점을 가지고 있다. 본 연구에서는 EDISON_CFD를 이용하여 Busemann 복엽 익형의 주변 유동 특성에 대하여 면밀한 고찰을 수행하였다. 우선 Busemann 복엽 익형의 초기 형상에 대한 유동 조건별 해석을 통하여 탈설계 조건에서의 항력 성능 저하 문제에 대한 고찰을 하였다. 이후 3개의 형상 변수에 대한 매개 변수 연구를 통하여 익형의 각 형상 변수가 탈설계 영역 및 해당 영역에서의 최대 항력 계수에 미치는 영향에 대한 고찰을 수행하였으며, 이를 통하여 기존 형상보다 좁은 탈설계 구간을 가지고, 최대 항력 계수가 약 34.8% 감소한 부스만 복엽 익형을 설계하였다.

• 한국항공우주학회지
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• 제45권12호
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• pp.1031-1038
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• 2017

공기 흡입식 엔진의 성능 향상을 위하여 흡입구를 통한 유입공기의 전압력 회복률을 최대로 하는 것은 엔진 설계에 있어서 매우 중요하다. 흡입구의 각 램프 단에서 발생하는 충격파의 세기를 동일하게 흡입공기를 압축하면 흡입구에서의 최대 전압력 회복을 보장한다는 Oswatitsch 기법이 극초음속에서도 유효한지를 조사하였다. 극초음속 영역에서의 흡입구 작동 한계를 고려하여 압축 특성 및 열역학적 관점에서 유입 마하수에 따른 흡입구의 압축램프 각도와 램프 수에 따른 흡입구 성능을 비교하여 각단에서 발생하는 충격파 강도에 영향을 주는 경사 충격파에 수직한 마하수의 비선형성을 분석하였다. 이 분석을 근거로 Oswaitisch 기법이 초음속에서 뿐만 아니라 극초음속 비행 영역에서도 유효한 결과를 도출할 수 있음을 확인하였다.

• 항공우주시스템공학회지
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• 제17권4호
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• pp.75-86
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• 2023

유도무기체계는 기만체계와 함께 창과 방패로 비유되며 발전을 해왔다. 새로운 공격체계가 나타나면 이에 대한 방어체계가 개발되고, 다시 이것을 무력화하기 위한 공격체계가 개발되어 왔다. 이제는 기만체계의 한계로 인해, 유도무기가 공격체계 뿐만 아니라, 방어체계의 주력이 되었다. 또한, 너무빠른 유도무기체계를 방어하기 위한 방법으로 우주공간의 체계를 이용하는 방식으로 확대 되어졌다. 유도무기체계는 아음속 수준에서 시작하여 초음속, 그리고 극초음속으로 발전하여 속도가 유도무기의 한 분야가 되어버릴 정도로 중요한 요소가 되었다. 우주공간이라는 개념이 유도탄전의 범위에 포함이 되었고, 위성체계가 유도탄전의 필수요소가 되어 버렸다. 이러한 유도무기체계와 위성체계와의 상관성을 중심으로 현대 유도탄전의 특징과 유도무기체계의 발전방향에 대해 분석해 보도록 한다.

• 한국추진공학회지
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• 제3권1호
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• pp.86-94
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• 1999

충격파가 초음속 수소-공기 제트화염의 화염 안정한계에 미치는 영향을 충격파의 강도와 위치를 변화시키면서 연구하였다. 이러한 목적으로 마하수 2.5의 초음속 연소기 벽면에 쐐기를 부착시켜 경사 충격파를 발생시켰다. 본 실험은 충격파가 초음속 화염에 미치는 영향을 연구한 최초의 실험연구이다. 쉬릴렌 가시화 사진과 벽면 정압, 화염 안정 한계를 측정하였으며 충격파가 없는 경우와 비교하였다. 보염 재순환 영역에 충격파를 적절히 간섭시킴으로써 화염 안정 한계가 대폭 개선되었다. 화염 안정한계가 대폭 향상된 이유는 충격파에 의해 발생한 역압력구배로 화염안정화에 중요한 아음속 재순환 영역의 크기가 증대된 때문으로 여겨진다.

• 한국항공우주학회지
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• 제38권6호
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• pp.586-595
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• 2010

초음속에서 극초음속 영역까지 작동 가능한 이중램제트(이중연소/이중모드) 추진기관의 성능특성을 파악하고 설계인자를 도출하기 위하여 램제트/스크램제트 추진기관의 작동원리에 대한 물리적인 이해를 바탕으로 공기 및 열역학적 관점에서 각 추진기관의 성능특성에 대한 이론적인 연구를 수행하였다. 사이클 해석을 기반으로 하여 각 추진기관의 연소기 입구 마하수와 연소기 형상에 따른 성능특성 및 작동영역의 한계를 연구하였다. 이를 바탕으로 이중램제트의 작동천이 마하수를 파악하고 효율적인 작동영역분배특성을 살펴보았다.

• 항공우주시스템공학회지
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• 제12권4호
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• pp.57-63
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• 2018

적외선 온도 측정 기법은 비접촉식 방법으로 모형의 표면 온도를 가시화할 수 있는 기법이다. 그러나 획득할 수 있는 결과는 2차원 온도 결과로 정량적인 결과를 획득하기에는 한계가 있다. 본 연구는 3차원 매핑 기법을 적외선 온도 측정 기법에 적용하는 것이 목표이다. 풍동 실험은 국방과학연구소에서 보유하고 있는 중형 아음속 풍동에서 수행했으며, 대상 모형은 오자이브 실린더이다. 시험 조건은 유속 20 m/s에서 80 m/s, 받음각은 $0^{\circ}{\sim}90^{\circ}$이다. 3차원 매핑 기법은 마커를 이용하여 실제 모형의 위치정보와 적외선 이미지 상의 위치 정보를 대응시키는 방법을 사용하였다. 그 결과, 모형의 박리점이 이론적인 값과 매우 일치하는 것을 확인하였다.

• 한국항공우주학회지
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• 제39권8호
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• pp.702-710
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• 2011

본 연구에서는 외부유동현상 해석에 오픈 소스 기반의 전산유체역학 프로그램인 OpenFOAM의 적용가능성을 검토하였다. 이를 위해 초음속, 천음속, 아음속 유동 영역에서 각 부분에 대표적인 해석 케이스를 선정하고 OepnFOAM에서 제공하는 해석자를 사용하여 해석을 수행했으며 해석 결과를 실험 결과 및 타 전산유체역학코드와 비교하였다. 충격파가 발생하는 초음속과 천음속 영역에서 충격파 예측의 정확도를 확인할 수 있었으며 경계 조건에 따른 결과의 정확도를 비교하였다. 아음속 유동 영역에서는 큰 박리가 일어나는 해석 케이스를 선정하여 복잡한 유동장하에서 OpenFOAM의 해석 정확도를 확인하였다. 위의 연구 결과를 바탕으로 OpenFOAM의 활용가능성과 한계를 확인하였고 이를 바탕으로 향후 OpenFOAM을 기반으로 수행할 연구 내용을 제시하였다.

• 한국추진공학회:학술대회논문집
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• 한국추진공학회 1997년도 제9회 학술강연회논문집
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• pp.17-17
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• 1997

극초음속 여객기와 군사용 항공기에 대한 수요가 증가함에 따라서 새로운 개념의 다양한 추진기관이 연구가 진행되고 개발되어 왔다. 초음속 항공기의 속도 영역은 마하 10-20 정도가 되는데 이 속도 한계를 극복하기 위하여 초음속 연소 램제트 엔진(SCRamjet; Supersonic Combustion Ramjet)이 제안되었다. 스크램 제트를 개발하기 위해서는 연료와 산화제의 혼합 효율 문제, 화염의 안정화 문제, 벽면의 냉각에 관한 문제 등 몇 가지 기본적인 문제들을 해결해야 한다. Univ of Michigan에서 실험한 연소기를 모델로 본 연구에서는 연료와 공기의 혼합에 관한 수치 연구를 수행하였다. 다원 혼합기체에 관한 축대칭 Navier-Stokes 방정식을 지배 방정식을 이용하였고 비평형 화학반응식을 고려하였다. 공간 차분에는 유한 체적법을 이용하였다. 대류 플럭스 항은 Roe의 Upwind FDS 기법을 사용하여 차분하였고 점성항에는 중심 차분법을 이용하였다. 시간 적분법으로는 근사 자코비안과 LU분할 기법을 이용한 완전 내재적 방법이 쓰였다. 난류 모델로는 Mentor에 의해 제안된 2 방정식 k-$\varepsilon$/k-$\omega$ 혼합모델을 사용하였다. 유동장이 실험에서의 찍은 사진과 유사한 모습의 충격파 간섭을 수치 모사하였고 수소가 확산되는 모습과 함께 노즐 lip 주위의 재순환 영역에 대해서 살펴볼 수 있었다.