• 한국추진공학회지
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• 제4권3호
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• pp.1-10
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• 2000

본 연구에서는 아음속/음속 이젝터의 성능을 평가하고, 공학적 설계를 위한 기초적 연구의 일환으로 일차원 기체역학 이론을 이용하여 이론해석을 수행하였다. 이론해석에서는 1차노즐의 유량계수, 디퓨저의 손실계수를 도입하여, 아음속/음속 이젝터의 목면적비, 유량비, 2차정체실의 압력 등을 이젝터 압축비의 함수로 도출하였다 본 연구에서 제시된 이론해석법은 아음속/음속 이젝터의 성능을 평가하는데 유용할 뿐만 아니라 이젝터 설계를 위한 자료로 활용될 수 있다.

• 한국추진공학회지
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• 제12권1호
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• pp.57-63
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• 2008

공기흡입식 추진 기관인 스크램제트 엔진은 연소기 내부 유동이 초음속으로 유동장의 연소기 내부 체류 시간이 수 ms로 매우 짧다. 이 짧은 시간동안 연소과정이 모두 이루어져야 하므로 초음속 연소기술에 대한 연구는 매우 중요하다. 본 논문은 초음속 연소 기술 중 연료-공기의 혼합을 증대시키는 방법에 관심을 두고 Cavity를 이용한 방법을 선택하여 높이를 10mm로 고정시키고 길이를 변화시켰으며, Cavity 후류에서 지름 1mm의 분사구를 통해 음속 let을 분사시키는 유동장을 형성하여 3차원 Navier-Stokes 방정식을 통해 점성 유동장을 해석하였다. 해석 결과 Cavity 길이/높이비(L/H)가 클수록 Vorticity가 값이 증가하였고 Vorticity의 증가 영역이 유동장의 위, 옆 방향으로 확장되는 것을 볼 수 있었다. 하지만 Vorticity가 증가하는 만큼 추력특성을 떨어뜨리는 정체압력 손실이 증가하므로 연소기 설계 시 최대의 혼합과 최소의 정체압력 손실을 고려한 최적 형상 설계가 필요하다는 것을 확인하였다.

• 대한기계학회논문집B
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• 제38권3호
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• pp.235-242
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• 2014

공기 베어링의 성능개선을 위하여, 일반적인 급기공 형상(drill shape), 곡면 급기공 형상(matched cube shape) 및 $45^{\circ}C$ 모따기 노즐 출구부(trimmed shape)를 가지는 3가지 형태의 노즐형상에서 급기압을 변화 시켰을 때, 샤프트면 출구압력 특성을 전산유체역학 상용코드를 이용하여 분석하였다. 샤프트면 에서 압력 분포는 노즐 중심부에서 정체점 유동의 영향으로 최대압이 발생하며, 노즐 출구부와 샤프트면 사이의 압력분포는 미세 간극의 영향으로 와류가 형성되어 반경방향으로 국부적인 압력상승 현상이 발생한 후 음압영역이 발생하는 것이 관찰되었다. 또한 이러한 현상은 일반적인 형태의 노즐에서 급기압력비 6.92이상인 경우는 나타나지 않는 것으로 관찰되었다. 급기공 노즐 형상을 matched cubic 곡면으로 변화시켜 샤프트면에서 얻어진 압력 분포는 기존의 노즐과 비교한 결과 순간적인 상승압 구간이 모든 경우에 대하여 존재하였으며 급기압력비 10근처까지 음압구간이 나타나는 것으로 관찰되었다. 또한, 노즐 출구부를 모따기로 변형시켰을 때, 샤프트면에서 최대압력의 영향권이 반경방향으로 확대되었고 음압영역은 나타나지 않는 것으로 관찰되었다. 결과적으로, 급기공 내부의 형상변화보다는 노즐 출구면 외부의 변형이 성능개선에 유리한 것으로 관찰된다.

• 항공우주기술
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• 제1권2호
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• pp.113-122
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• 2002

3단형 과학로켓의 주엔진 추진제의 분사균일성에 대하여 수치해석을 수행하고 설계 개선안을 도출하였다. 분사기 유로는 동일한 압력강하를 가지는 다공성 매질로 처리하였다. 산화제와 연료 모두 공급 유로의 반대쪽에서 분사속도가 높은 것으로 예측되었으며 이는 유동정체에 따른 정압 상승에 기인한다. 산화제 매니폴드 내부의 수직분리판에 유로를 구성함으로써 매니폴드 중심과 외곽에서의 분사균일성을 향상시킬 수 있었다. 산화제 공급유로가 경사를 가지더라도 분사균일성과 압력손실에 미치는 영향은 거의 없었다. 또한 산화제/ 연료에 대한 분사속도로부터 혼합비의 분포를 예측하였다.

• Korean Chemical Engineering Research
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• 제52권1호
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• pp.81-87
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• 2014

고체가 연속적으로 주입되고 배출되는 상온 상압 2단 기포 유동층(내경 0.1 m, 높이1.2 m)의 흐름특성을 조사하고, 운전유속범위를 고찰하였다. 고체는 상부 기포 유동층으로 주입되고, 넘쳐서 기계적 혹은 비기계적 밸브가 없이 단순히 농후상 고체 층으로 이루어진 고체 수송관(standpipe, 내경 0.025 m)를 통하여 하부 기포 유동층의 층으로 주입되며, 하부 유동층을 넘쳐서 고체가 배출되었다. 기체는 하부 유동층을 유동화하고 배출된 후 다시 상부 유동층을 유동화하였다. 기체로는 공기를 사용하였고, 고체로는 입도가 큰 입자(< $1000{\mu}m$, 겉보기 밀도 $3090kg/m^3$)와 입도가 작은 입자(< $100{\mu}m$, 겉보기 밀도 $4400kg/m^3$)를 혼합한 입자를 사용하였으며, 혼합비를 변수로 하였다. 하부 유동층 기체가 고체수송관의 고체흐름을 비우고, 우회하는 조건일 때 하부 유동층 유동화 속도를 붕괴속도로 정의하였다. 본 공정의 운전이 가능한 최대기체유속으로 붕괴속도가 사용될 수 있었다. 붕괴속도는 작은 입자 혼합비가 증가함에 따라 증가하여, 30%에서 가장 큰 값을 나타낸 후, 감소하였다. 붕괴속도의 경향은 고체수송관 상단과 하단 사이의 압력차 경향과 유사하였다. 붕괴속도는 벌크밀도(bulk density)와 정체층 공극률의 함수로 나타내졌으며, 벌크밀도가 증가하면 증가하고, 정체층 공극률이 증가하면 감소하였다.

• Korean Chemical Engineering Research
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• 제56권6호
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• pp.864-870
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• 2018

고체 수송관(standpipe, 내경 0.025 m)으로 연결된 2 단 기포 유동층(내경 0.1 m, 높이1.2 m)에서 붕괴 속도에 대한 하단 층 높이의 영향을 조사하였다. 기체로는 공기를 사용하였고, 고체로는 입도가 큰 입자(< $1000{\mu}m$, 겉보기 밀도 $3625kg/m^3$)와 입도가 작은 입자(< $147{\mu}m$, 겉보기 밀도 $4079kg/m^3$)를 혼합한 입자를 사용하였다. 작은 입자의 혼합비, 하단 유동층의 층 높이, 상단 유동층 분산판을 실험 변수로 고려하였다. 붕괴 속도는 하단 유동층의 정체 층 높이가 증가할수록 증가하였다. 그러나 작은 입도의 혼합비가 증가하면 이 효과가 감소하였다. 이 효과는 층 높이 증가에 따른 고체 수송관 압력 강하의 증가 때문이 아니라, 수송관 출구를 막는 농후상 굵은 입자 층 높이의 증가 때문으로 보였다. 상단 유동층 분산판 압력 강하의 증가는 붕괴 속도를 조금 감소시켰다. 붕괴 속도를 예측하는 개선된 상관식을 제안하였다.

• 한국항공우주학회지
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• 제33권4호
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• pp.79-84
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• 2005

평판 표면에 충돌하는 축대칭, 과소팽창 제트에 대한 실험적 연구가 수행되어졌으며, 벽압력 및 단열 벽온도 분포가 자세히 측정되어졌다. 벽온도 분포 결과에 대한 설명을 위하여 자유제트 내에서의 전온도 값을 전온도 탐침을 사용하여 측정하였다. 본 연구에서 실험 변수로는 과소팽창비와 노즐-평판간 거리가 고려되었다. 노즐-평판 간 거리에 따라 제트 경계 및 충돌면에서의 에너지 박리에 의해 서로 다른 형태의 단열 벽온도 분포가 나타났으며, 과소팽창비가 큰 경우, 중심영역에서의 저온 유체 입자의 고립효과로 정체점의 회복계수가 크게 낮아지는 현상 또한 관찰되었다.

• 자원환경지질
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• 제45권2호
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• pp.137-144
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• 2012

반층토(Hardpan)는 토양수분의 이동 제한이나 토층의 통기불량을 유발하여 식물뿌리 신장을 저해하므로 해성단구지에서 발달된 강릉통(Gangreung series)의 경반층(Duripan)의 생성 원인과 산화 환원적 특성을 규명하기 위하여 토양의 물리-화학적 특성과 점토집적층의 미세형태적 특성을 규명하였다. 강릉통은 신생대 제3기말에서 제4기 초인 200~250만년 전 바다 밑에 퇴적되어 있던 해저지형이 융기되어 형성된 반층 토양으로 토양구조가 평형적(Parallel liner) 분포를 보이며 미농무성 분류법에 따르면 Aquic Fragiudalfs에 속한다. 이쇄경반층(Fragipan)의 산화 환원적 특성을 보이는 적갈색띠층과 회색띠층의 광물학적 특성은 적갈색 띠층에서는 적철석(Hematite, $Fe_2O_3$)이 정성되었으며 회색 띠층에서는 일라이트 강도가 크게 나타났다. 토양입단 및 공극에 집적된 점토(Illuvial clay) 및 철피막(Ferriargillans)이 토층 상부의 유기물이 함유된 토양용액이 토양구조 내 공극에 정체하면서 환원조건을 유발하여 집적된 점토 및 철피막 중에서 철성분(Ferrous materials)이 공극에서부터 용출되면서 현재와 같이 적색층과 암회색층이 교호하는 특징을 보이는 것으로 생각된다. 강릉통에서 이쇄경반층의 주요한 점토광물은 알라이트(Illite), 카올리나이트(Kaolinite), 질석(Vermiculite)이며 적색띠층에 비해 암회색층에서 일라이트 함량이 높게 나타났다. 따라서 강릉통은 해저지형이 융기되는 과정에서 점토 및 철성분의 집적과 압력의 영향으로 경반층이 형성된 후 이쇄경반층에 집적되었던 철성분이 용출되면서 적색층과 암회색층이 교호하는 특징을 보이고 있었다.