• 제목/요약/키워드: 초음속유동

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유도탄 화염이 인접 구조물에 미치는 영향 연구 (A Study on Impact of an Adjacent Structure by a Rocket Plume)

  • 양영록
    • 한국항공우주학회지
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    • 제42권6호
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    • pp.488-494
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    • 2014
  • 유도탄 발사 시 화염은 발사 장치 및 인접 구조물에 심각한 손상을 야기할 수 있다. 본 연구는 유도탄 발사 시 함정과 유도탄의 초기 운동에 의해 유도탄의 화염이 인접 구조물에 미치는 영향을 분석하기 위하여 수행하였다. 이를 위해 함정과 유도탄의 초기 운동에 영향을 미치는 각 인자들을 확률분포로 정의하고 Monte Carlo 해석 기법을 이용하여 통계적으로 발생할 수 있는 유도탄 이탈 영역을 분석하였다. 그 후 유도탄의 화염이 인접 구조물에 가장 큰 영향을 미치는 유도탄 이탈 궤적에 대해 CFD기법을 이용하여 유동-운동해석을 수행하였다. 이와 같은 방법으로 유도탄 발사 시 함정과 유도탄의 초기 운동에 의해 유도탄 화염이 인접 구조물에 미치는 영향을 분석하였다.

평판에 충돌하는 초음속 Twin 제트에 관한 연구 (A Study of Supersonic Twin Jet Impinging on a Plate)

  • 박순용;윤상호;백승철;권순범
    • 대한기계학회:학술대회논문집
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    • 대한기계학회 2003년도 추계학술대회
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    • pp.508-513
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    • 2003
  • Experiments are performed to investigate the detailed structure of underexpanded twin jet impinging on a perpendicular flat plate. The major parameters, such as nozzle operating pressure and nozzle spacing, are varied to create different jet flow fields resulted from the complicated interactions of the twin jets. From the surface pressure measurements and shadowgraphs taken by schlieren optical system, the jet structure is strongly dependent on the nozzle operation pressure and the spacing. The results obtained show that the closer nozzle spacing may induce to decrease the diameter of the Mach disk within the first shock cell in the underexpanded twin jet. With the increasing nozzle operating pressure and decreasing the nozzle spacing, a new shock wave appears at the entrainment region between the two jets, due to the enhancement of mixing effect of the both jets. The closer nozzle spacing makes the overall impinging pressure level higher, while severe pressure oscillation along the axis of symmetry. Furthermore it is recommended the wider spacing to obtain higher thrust under the present experimental conditions.

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수직 축대칭 과소팽창 충돌 제트의 표면 열전달 특성 연구 (A Study on the heat transfer characteristics of a normal axisymmetric under-expanded impinging jet on a surface)

  • 유만선;김병기;조형희;황기영;배주찬
    • 한국항공우주학회지
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    • 제33권8호
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    • pp.84-91
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    • 2005
  • 축대칭 과소팽창 수직 충돌제트에 의한 표면 열전달 특성에 대하여 실험적 연구가 진행되었다. 초음속 유동장 내부의 충격파 구조 가시화와 함께 표면에서의 압력분포 및 열전달 계수가 측정되어졌다. 표면 열전달 계수는 노즐-충돌면간 거리와 과소 팽창비에 따라서 그 경향에 차이를 보였다. 이러한 현상은 벽압력 및 충격파 가시화에 대한 결과로부터 설명할 수 있었다.

논문 : 반응기체 해석을 위한 음속 및 음속에 따른 해의 정확성 연구 (Papers : The Speed of Sound for Reacting Gases and Effects of the Speed of Sound to Accuracy)

  • 김규홍;이경태;김종암;노오현
    • 한국항공우주학회지
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    • 제30권1호
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    • pp.9-19
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    • 2002
  • AUSMPW+의 해의 정확성은 음속의 정의와 밀접한 관계가 있다. 아음속, 천음속 그리고 초음속 유동 영역에서 제어면의 음속의 해의 정확성에 어떠한 영향을 미치는지 살펴보았다. AUSMPW+에서 정의된 음속의 특징은 충격파 포착시 정확성 향상과 엔트로피 조건을 만족시키기 위한 팽창충격과 현상을 제거로 요약될 수 있다. 수학적 증명과 수치실험을 통해 이를 확인할 수 있었다. 그리고 반응 기체로 확장하여 평형, 비평형 기체에 대해서도 충격파를 정확하게 포착할 수 있는 음속을 제시하였고 이를 여러 가지 수치 실험을 통해 확인하였다.

Center-body 디퓨져 형상설계를 위한 수치적연구 (Numerical Study for Design of Center-body Diffuser)

  • 김종록;김재수
    • 한국추진공학회지
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    • 제18권3호
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    • pp.34-39
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    • 2014
  • center-body디퓨져에 대한 형상 설계 요소를 분석하고 수치적 기법을 통한 설계형상 변수를 구성하였다. 수치기법으로는 Center-body 디퓨져의 내부유동해석을 위하여 2차원 축대칭 Navier-Stokes equation와 $k-{\epsilon}$ 난류모델을 사용하였다. 또한 center-body디퓨져의 시동압력과 진공도 및 형상설계변수에 대해서 2차목 디퓨져와 비교하였다. 냉각시스템의 성능향상 방안으로 CBD의 원추선단에 역류제트를 활용한 TPS시스템의 개념을 제시하였다.

로켓노즐에 장착된 제트베인 표면의 열전달 특성 (Heat Transfer on a Jet Vane Surface Installed in a Rocket Nozzle)

  • 유만선;조형희;황기영;배주찬
    • 한국추진공학회지
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    • 제9권1호
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    • pp.9-16
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    • 2005
  • 제트베인은 로켓추진기관의 발사초기 자세제어와 조정 안정성의 확보를 위해 로켓노즐 출구부에 장착되어지며, 발사 수초 후까지 연소가스와의 접촉으로 인해 구동부를 가열시키고, 그 자체도 화학적 혹은 기계적으로 삭마된다. 본 연구는 제트베인의 열해석을 위한 기초연구로서 균일 초음속 유동장내에 위치한 단일 제트베인으로의 열전달 특성 해석을 수행하여 보았다. 경계층 적분법과 유한차분법의 연립해석이 이루어 졌으며, 벽근방에서 도출된 경계조건을 바탕으로 베인 내부의 비정상 열전도 해석도 수행되었다.

터보펌프용 터빈 로터 블레이드의 3차원 설계 연구 (An Investigation into the Three-dimensional Design of Turbine Rotor Blade for Turbopump)

  • 정수인;최병익;이항기;김귀순
    • 한국추진공학회:학술대회논문집
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    • 한국추진공학회 2017년도 제48회 춘계학술대회논문집
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    • pp.1038-1044
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    • 2017
  • 액체 로켓 엔진의 터보펌프를 구동하는 고압 초음속 충동형 터빈의 로터 블레이드에 3차원 설계 요소를 적용하여 성능을 개선하기 위한 연구를 진행하고 있다. 본 논문에서는 기존 설계된 터보펌프용 터빈의 로터 블레이드 형상을 바탕으로 로터 블레이드에 스윕(sweep)과 상반각(dihedral) 등과 같은 중첩선(stacking line) 변화를 통한 3차원 형상을 적용하고 CFD를 이용한 3차원 유동 해석을 수행한 후, 각각의 설계 요소에 대한 터빈성능 특성 변화를 면밀히 검토하고 그 결과를 정리하였다.

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고공시험설비에서 로켓엔진의 지상시험 플룸 거동 해석 (An Analysis on Plume Behaviour of Rocket Engine with Ground Condition at High Altitude Engine Test Facility)

  • 김성룡;이승재;한영민
    • 한국추진공학회:학술대회논문집
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    • 한국추진공학회 2017년도 제48회 춘계학술대회논문집
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    • pp.112-115
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    • 2017
  • 고공엔진시험설비에서 지상 시험 조건의 시험 가능 여부와 설비 안전 문제를 점검하고자 로켓 엔진 유동을 해석하였다. 진공 챔버를 개방한 상태에서 냉각수를 초음속 디퓨저로 분사하면서 엔진이 작동하는 상황이며, 2차원 축대칭과 플룸, 공기, 냉각수의 3원 혼합물로 가정하였다. 해석 결과 냉각수 유량 200 kg/sec까지 지상 조건 시험이 가능하였다. 그러나 시동 초기 플룸의 역류로 인해 진공 챔버가 고온에 노출되고, 동시에 냉각수 역류로 인해 진공 챔버 내부가 오염되었다. 따라서 충분한 단열 대책과 오염 회피를 위한 작업이 선행되어야 한다.

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이중모드 스크램제트 엔진 Flowpath 해석 연구 (A Analysis Study of Dual-Mode Scramjet Engine Flowpath)

  • 변종열;안중기
    • 한국추진공학회:학술대회논문집
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    • 한국추진공학회 2017년도 제48회 춘계학술대회논문집
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    • pp.277-284
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    • 2017
  • 본 연구는 이중모드 스크램제트 엔진의 흡입구, isolator, 연소기, 노즐에서의 flowpath 유동특성에 대한 해석적 연구결과이다. 이중모드 스크램제트 엔진의 설계와 성능을 파악하기 위해서는 공력, 열역학적 특성, 추진 그리고 전체 시스템에 대한 성능 모델과 해석 도구의 개발이 반드시 요구된다. 본 연구에서는 이중모드 스크램제트 엔진의 각 구성품인 흡입구, isolator, 연소기, 노즐에 대한 해석 모델을 정립하고, 개발된 해석 도구를 사용하여 이중모드 스크램제트 엔진의 성능특성을 파악해 보았다.

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2단 초음속 스크램제트 비행체의 개념설계 연구 (Conceptual Design Study of Two-Stage Hypersonic Scramjet Vehicle)

  • 이경재;강상훈;양수석;박철
    • 한국추진공학회:학술대회논문집
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    • 한국추진공학회 2011년도 제36회 춘계학술대회논문집
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    • pp.309-317
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    • 2011
  • 비행 마하수 6으로 운용되며, 지상 정지 추력으로부터 사용이 가능하도록 2단 추진체 개념이 적용된 스크램제트 엔진 비행체에 대한 개념설계를 수행하였다. 1단은 로켓을 적용되었으며, 2단은 탄화수소 계열의 연료를 사용하는 스크램제트 엔진이 적용되었다. 개념설계를 위하여 반경 2,000km의 운용거리와 0.2톤의 탑재체 무게를 가정하였다. 개념설계의 첫 번째 단계로 3-DOF 코드를 이용하여 비행궤도를 계산하였으며, 계산된 비행계도를 바탕으로 일차원-비평형 유동 코드와 NASA의 HASA 데이터베이스를 이용하여 스크램제트 엔진에 대한 개념설계를 수행하였다.

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