• Proceedings of the Korean Society of Propulsion Engineers Conference
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• 2008.11a
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• pp.269-272
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• 2008

Internal flow field of supersonic nozzle with pintle, which control thrust of solid rocket motor, is very complicated by pintle tip shape and contour of nozzle. For studying of pintle nozzle performance by effects of internal flow field variation with pintle position, cold flow test and numerical analysis about needle type pintle shape were performed and results were presented in this paper. As the results of this study, three types of internal shocks exists in the pintle nozzle and oblique shock is oscillated by pintle position

• Proceedings of the Materials Research Society of Korea Conference
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• 2009.05a
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• pp.38.2-38.2
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• 2009

마이크로노즐은 우주공간에서 인공위성의 자세를 바로잡는 데 필요한 마이크로 로켓에 들어가는 필수적인 부품이다. 마이크로 노즐은 또한 나노입자 적층 시스템(nano-particle deposition system, NPDS)에 들어갈 수 있다. NPDS는 세라믹 또는 금속 나노분말 입자를 노즐을 통해 초음속으로 가속시킨 뒤 상온에서 이를 기판에 적층시키는 새로운 시스템이다. 본 연구의 목표는 NPDS에 쓰이는 노즐을 일반적인 반도체 공정을 이용하여 마이크론 스케일의 목을 갖도록 한 마이크로노즐을 제작하는 데 있다. 보쉬 공정은 이러한 마이크로노즐을 제작하는데 필수적인 공정으로, 유도결합플라즈마를 이용해 실리콘 웨이퍼를 식각시키는 기술을 말한다. 보쉬 공정에 사용되는 플라즈마 기체는 $SF_6$와 $C_4F_8$인데, 이 두 가지 기체를 번갈아가면서 사용하여 실리콘 웨이퍼를 이방성 식각하는 것이 그 특징이다. 보쉬 공정에는 다양한 변수가 존재하며 이를 적절히 통제하면 마이크로노즐에 적합한 프로파일을 실리콘 웨이퍼 내에 형성시킬 수 있다. 본 연구에서는 보쉬 공정을 이용하여 3차원 마이크로 노즐을 제작하였다. 기존에 반응성이온식각(deep reactive ion etching, DRIE) 공정을 통해 마이크로노즐을 제작한 사례가 많이 보고되었지만 이들은 모두 2차원적으로 마이크로노즐을 제작하였다. 2차원적으로 제작한 마이크로노즐은 마이크로 로켓에 주로 사용되었지만, 초음속으로 가속된 분말이 노즐의 형상으로 인한 유체 흐름의 불안정성 때문에 NPDS에서는 오래도록 사용할 수 없다는 문제점이 있다. 그러므로 본 연구에서는 마이크로노즐을 3차원 형상으로 제작함으로써 이러한 문제점을 해결하고자 하였다.

• Proceedings of the Korean Society of Propulsion Engineers Conference
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• 2002.04a
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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.

• Journal of the Korean Society of Propulsion Engineers
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• v.13 no.5
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• pp.7-14
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• 2009

A methodology of design performance estimation for the supersonic impulse turbine was investigated. Relations of similarity condition and test nozzle area ratio were derived. Comparison of efficiencies between the turbines with real nozzle and test nozzle are made numerically and experimentally. The CFD results and test result confirmed that the turbine with test nozzle was able to predict real turbine performance. In addition, design performance of the supersonic impulse turbine also could be estimated using real nozzle in air-medium test. In this case, design efficiency was found at the pressure-ratio and velocity-ratio of similarity condition of test nozzle.

• Proceedings of the KSME Conference
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• 2000.04b
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• pp.525-530
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• 2000

The effects of vortex generators, in the form of small tabs projecting into the flow at the axisymmetric supersonic nozzle exit and triangular thin tapes attached on the inner surface at the nozzle exit, on the characterixtics of supersonic mixing enhancements are experimentally investigated. Delta-shaped tabs as small as 1% of the nozzle exit area produce strong counter-rotating vortices, and is found to produce significant effects on the jet flowfield downstream of the nozzle. The effects is larger on the under-expanded cases than over- and perfect-expanded cases. Nozzle inner surface roughness also can do a role of centerline pressure decay for highly under-expanded jet cases. The effects of the angle of tabs with respect to flow direction are also investigated.

• Proceedings of the Korean Society of Propulsion Engineers Conference
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• 2010.11a
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• pp.569-572
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• 2010

In order to study the performance characteristics of the thrust vector nozzle, the test facility and instrumentation system were designed. In this system, axial thrust, moment, exhaust gas velocity and pressure will be measured by using the scale down experimental model devices. The test facility are composed of high pressure air storage system, flow measuring and control system, test nozzle and thrust measurement system.

• Proceeding of EDISON Challenge
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• 2013.04a
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• pp.327-330
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• 2013

Converging-diverging 노즐은 시스템 내부 유동에 적용되는 속도면적 법칙을 통해, 아음속 유동을 초음속으로 만드는 장치이며, 항공기 엔진 등에서 추력을 얻기 위해 쓰인다. 이상기체, 등 엔트로피를 가정한 동일 입구 조건에서, 출구로 빠져나오는 유동의 속도는 오직 면적 비에만 관계한다. 그러나 실제현상에서는, 출구에서의 유속이 유동의 압축성 효과 및 벽면에서의 전단력 등으로 인해 노즐 형상마다 상이한 결과를 낳는다. 본 연구에서는 EDISON Simulation을 활용하여 다양한 노즐 형상에 따른 출구에서의 Mach number를 구하고, 각각의 결과로부터 경향성을 찾는다. 또, 계산 결과를 이론식을 통해 도출되는 결과와 비교한다.

• Journal of the Korean Society of Propulsion Engineers
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• v.16 no.2
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• pp.58-64
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• 2012

Hysteresis phenomena in fluid flow systems are frequently encountered in many industrial and engineering applications and mainly appear during the transient processes of change of the pressure ratio. Shock-containing flow field in supersonic nozzles is typically subject to such hysteresis phenomena, but associated flow physics is not yet understood well. In the present study, experimental work has been carried out to investigate supersonic nozzle flows during the transient processes of change in the nozzle pressure ratio. Time-dependent surface wall pressures were measured by a multiple of pressure transducers and the flow field was visualized using a nano-spark Schlieren optical method. The results obtained show that the hysteresis phenomenon is strongly dependent on the nozzle geometry as well as the time scale of the change of pressure ratio.

• Journal of the Korean Society for Aeronautical & Space Sciences
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• v.30 no.5
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• pp.24-31
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• 2002

The effects of vortex generators, in the form of small delta-shaped tabs or thin tapes at an axi-symmetric supersonic nozzle exit, on the characteristics of supersonic jet flowfields are investigated by Schlieren images and Pitot-tube measurements. Small tabs as small as 1 % of the nozzle exit area can introduce streamwise vortices and produce a significant effect on the jet flowfield downstream of the nozzle. The effect is stronger for the cases of under-expanded jet than over- and perfect-expanded cases, introducing a larger flow entrainment. The effects of the angle of tabs with respect to the flow direction are also investigated, and for over-expanded jet cases, it is found that the tabs bended toward upstream can weaken the interaction strength and remove the Mach disc in the jet flowfield. Introduction of small proturbances inside the nozzle surface by attachment of thin tapes is also found to change the pressure distribution in the circumferential direction of the flowfield. Its effect is also found to be dependent on the jet expansion ratio.

• Journal of the Korean Society of Propulsion Engineers
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• v.9 no.4
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• pp.66-72
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• 2005

In this paper, a small supersonic wind tunnel is designed and built to study the flow characteristics of a supersonic impulse turbine cascade. The flow is visualized by means of a single pass Schlieren system. The supersonic cascade with 2-dimensional supersonic nozzle was tested for various blade leading edge shapes and gaps between the nozzle and cascade. Highly complicated flow patterns including shocks, nozzle-cascade interaction and shock boundary layer interactions are observed.