• 한국추진공학회:학술대회논문집
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• 한국추진공학회 2000년도 제15회 학술강연회논문초록집
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• pp.37-37
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• 2000

일반적으로 노즐 입구의 압력과 배압의 비가 어떤 임계값보다 큰 경우에 축소확대 노즐을 통하는 유동은 노즐목에서 초크하며, 노즐출구에서는 용이하게 초음속으로 된다. 노즐을 통하여 초음속으로 방출되는 제트유동에 관해서는 현재까지 많은 연구가 수행되었다. 이들 연구에 의하면 노즐 압력 비에 따라 노즐출구에서의 유동상태(즉 과팽창, 적정팽창, 부족팽창상태)가 결정되며, 노즐출구로부터 하류의 초음속 제트유동에서 발생하는 충격파 구조 및 위치, 제트경계의 구조 그리고 제트의 코어 등 유동의 기구가 비교적 상세하게 알려져 있다.(중략)

• 한국추진공학회:학술대회논문집
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• 한국추진공학회 2002년도 제18회 학술발표대회 논문초록집
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• pp.55-56
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• 2002

노즐로부터 방출되는 초음속 제트유동의 특성은 노즐의 공급압력과 배압의 비에 따라 결정된다 노즐 배압에 상대적인 노즐 출구면에서 발생하는 압력의 크기에 따라 제트 유동은 과팽창, 적정팽창, 그리고 부족팽창의 형태로 된다. 종래 주로 단면이 원형인 초음속 노즐로부터 방출되는 자유제트에 관하여 많은 연구가 수행되어, 제트 유동의 특성이 비교적 잘 알려져 있다. 이들 연구 결과에 의하면, 제트 내부에서 발생하는 충격파 시스템은 노즐 출구면에서 유동의 팽창상태에 의존하게 되며, 제트 유동은 주위의 기체를 흔입(entrainment)하여, 유동의 하류방향으로 제트 폭이 확대되며, 유속은 감소하게 된다.

• 대한기계학회:학술대회논문집
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• 대한기계학회 2002년도 학술대회지
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• pp.127-130
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• 2002

Supersonic jet flow has been applied to many various industrial applications of manufacturing fields. Such a supersonic jet is generally classified by three flow patterns, depending on the flow state at nozzle exit, that is, under-, correctly- and over-expanded flows. Of these three flows, the correctly-expanded supersonic jet is most frequently used since it provides a maximum performance of a flow device. However detailed information on what conditions are the Jet correctly expanded at the exit of nozzle is not well known. In the current study, computations are applied to the axisymmetric, compressible, Navier-Stokes equations. The design Mach number used are 2.0,1.2 and 2.6. The computational results obtained are compared with the previous experimental ones. A theoretical analysis is conducted to predict the major features of the correctly-expanded jet. The results show that the jet core length is increased as Mach number is increased.

• 한국추진공학회지
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• 제6권1호
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• pp.63-70
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• 2002

본 연구에서는 초음속 및 음속 마이크로 제트 유동의 특성을 파악하기 위해서 2차원 축대칭 압축성 Navier-Stokes 방정식을 이용한 수치해석을 수행하였다. 수치해석에서는 여러 형태의 난류모델을 적용하여 실험결과와 비교하였으며, 부족팽창과 과팽창 상태를 얻기 위하여 노즐 출구의 압력비 $P_b/P_e$를 0.2~l.25로 변화시켰다. 또, 레이놀즈 수 Re를 약 600~40000까지의 범위에서 변화시켜, $P_b/P_e$와 Re가 마이크로 제트 유동장에 미치는 영향을 조사하였다. 본 연구로부터 층류 제트의 특성은 난류 제트와는 달리 레이놀즈 수의 의존성이 크다는 것을 알았다.

• 한국추진공학회:학술대회논문집
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• 한국추진공학회 2002년도 제18회 학술발표대회 논문초록집
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• pp.14-15
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• 2002

기체역학 이론에 의하면, 노즐의 공급압력과 노즐의 상세형상이 주어지는 경우에 추진 노즐로부터 방출되는 제트유동의 추력을 예측할 수 있으며, 최대추력은 노즐 출구에서 유동이 적정팽창 상태로 될 때 얻어진다. 실제의 추진 로켓에서나 다른 비상체에서는 추력의 예측뿐만 아니라, 얻어지는 추력의 방향을 적절하게 조절하여 제어하는 것이 요구된다. 종래 추력벡터 제어를 위해서 많은 연구들이 수행되었다. 일례로 추진노즐 내부에 베인(vane) 등을 삽입하여, 추력벡터를 조절하거나, 추진 노즐을 가변(movable nozzle)으로 하는 방법, 그리고 노즐내부에 2차 유동을 분사(secondary flow injection)하여 평균 추력벡터를 제어하는 방법 등이 제안되어 응용되어 왔다.

• 한국가스학회지
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• 제16권3호
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• pp.1-7
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• 2012

고압으로 수송되는 천연가스를 수요처에 공급하는 정압기지에서는 강제로 감압하여 보내준다. 이 때, 버려지는 압력에너지를 회수하는 방법으로 터보팽창기를 이용한 전력생산이 가능하며, 터보팽창기는 정압과 전력생산의 두 가지 기능을 동시에 수행하게 된다. 터보팽창기에서 생산되는 전력의 양은 유동전후의 엔탈피 차이며, 경제성에 영향을 미치는 주요인자로는 설비비, 전력생산량, 예열량, 전력가격, 가스가격의 5가지이다. 입구와 출구의 압력과 온도 조건이 고정되므로, 전력생산량은 결국 유량에 좌우된다. 따라서, 천연가스 수요의 계절별 수급변화 패턴에 따른 터보팽창기 적정용량을 결정하는 것이 경제성확보의 핵심기술이다. 유동량변화가 심한 경우의 전력생산량 산정법의 algorithm을 제시하였으며 이를 사용한 case study를 수행하였다.

• 한국추진공학회지
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• 제4권4호
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• pp.70-77
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• 2000

초음속 2단벨노즐(SDBN)은 종래의 축소확대형 초음속 노즐의 벽면에 변곡점을 설치하여, 비행체의 고도에 따른 노즐내부의 유동특성을 조절하기 위한 새로운 개념의 추진노즐이다. 본 연구에서는 이러한 SDBN의 유용성과 유동특성을 조사하기 위하여 축대칭 Navier-Stokes 방정식을 유한체적법으로 수치계산하였다. 본 연구의 결과로부터 SDBN의 Base 노즐의 길이는 SDBN 내부에서 발생하는 충격파 시스템에 영향을 미칠 뿐만 아니라, 노즐 유동의 박리위치가 변곡점에 고착되는 넓은 범위의 압력비가 존재한다는 것을 알았다. 또 SDBN의 최대추력은 노즐출구에서 유동이 적정팽창 상태일 때 발생한다는 것을 알았다.

• 한국추진공학회:학술대회논문집
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• 한국추진공학회 2006년도 제27회 추계학술대회논문집
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• pp.377-381
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• 2006

본 논문에서는 노즐출구 단면에 설치된 메쉬 스크린을 이용하여 초음속 제트 소음 제어하기 위한 실험을 수행하였다. 메쉬 스크린은 미소 직경을 가진 스테인레스 철사들로 만들어졌으며 철망 형태이다. 노즐 압력비는 과팽창에서 부족팽창된 초음속 제트를 얻기 위해 다양하게 변화시켰다. 초기 제트 전단층을 교란하기 위해, 메쉬 스크린의 중앙 부분에 구멍을 만들었으며 그 구멍크기는 메쉬 스크린의 소음 저감효과를 조사하기 위해 변화시켰다. 유동장을 가시화하기 위해 쉴리렌 광학 장치를 사용하였고 OASPL과 소음 스펙트럼을 얻기 위해 음향을 측정하였다. 본 실험으로부터 얻어진 결과는 메쉬 스크린이 스크리치 톤을 상당히 억제하였으며, 메쉬 스크린의 구멍크기는 초음속 제트 소음을 저감하는 중요한 인자였다. 과팽창된 제트인 경우, 소음 저감효과는 적정팽창과 부족팽창된 제트에서의 저감효과보다 매우 크게 나타났다.

• 대한기계학회:학술대회논문집
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• 대한기계학회 2003년도 춘계학술대회
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• pp.2139-2144
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• 2003

In steel-making processes of iron and steel industry, the purity and quality of steel can be dependent on the amount of CO contained in the molten metal. Recently, the supersonic oxygen jet is being applied to the molten metal in the electric furnace and thus reduces the CO amount through the chemical reactions between the oxygen jet and molten metal, leading to a better quality of steel. In this application, the supersonic oxygen jet is limited in the distance over which the supersonic velocity is maintained. In order to get longer supersonic jet propagation into the molten metal, a supersonic coherent jet is suggested as one of the alternatives which are applicable to the electric furnace system. It has a flame around the conventional supersonic jet and thus the entrainment effect of the surrounding gas into the supersonic jet is reduced, leading to a longer propagation of the supersonic jet. The objective of the present study is to investigate the supersonic coherent jet flow. A computational study is carried out to solve the compressible, axisymmetric Navier-Stokes equations. The computational results of the supersonic coherent jet are compared with the conventional supersonic jet.