• 한국항공우주학회지
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• 제31권2호
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• pp.10-16
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• 2003

초음속 유동장에서 비정상 직열배치공동 유동 연구를 Navier-Stokes 방정식과 k-$\varepsilon$난류모델을 이용하여 수치 모사하였다. 공동주위의 비정상유동은 자유 전단층과 공동 내부 유동의 상호 작용에 의한 주기성으로 특정지어진다. 수치적 방법은 van Leer의 유량한계계수를 이용한 유량벡터분리법에 기반을 둔 TVD방법을 사용하였다. 먼저, 단일 공동에 대한 압력비 그래프를 통한 주진동 주파수를 비교하였다. 직열배치공동유동에서는 전후방 공동을 몇가지 세장비로 조합하여, 전방 공동의 영향에 의한 후방 공동 유동장의 주진동 주파수 특성등을 분석하였다. 전방공동의 세장비가 작은 경우에는 강한 전방공동의 전단층이 후방공동의 전단츨과 합하여 하나의 전단층 특성을 줌으로 전후방 공동의 주진동특성이 비슷하게 나타나고, 전방공동의 세장비가 큰경우에는 전방공동의 전단층이 확산되면서 내부에 후방공동의 전단층이 발생함으로 주진동수의 특성이 다르게 나타나는 것을 볼 수 있었다.

• 한국추진공학회:학술대회논문집
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• 한국추진공학회 2011년도 제37회 추계학술대회논문집
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• pp.662-665
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• 2011

고체 추진기관의 추력 조절의 한 방법인 핀틀 노즐 기술은 초음속 유동장 내부에 핀틀을 위치시키고 핀틀의 위치를 조절하여 노즐 목 면적을 조절함으로써 추력의 크기를 조절한다. 본 연구는 Needle형 핀틀이 초음속 유동장 내부에서 구동될 때 발생하는 핀틀 팁에서의 압력변화와 핀틀노즐의 비정상 유동특성에 대해 분석하였다. 연구 결과 초음속 유동장 내부에서 핀틀이 움직일 때 핀틀팁에서의 압력변화가 발생하고, 이러한 압력변화에 따라 추력변화가 야기됨을 비정상상태 해석으로 확인하였다.

• EDISON SW 활용 경진대회 논문집
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• 제2회(2013년)
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• pp.337-342
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• 2013

이번 연구에서는 de Laval nozzle를 이용하여 다양한 유체해석 모델과 프로그램을 비교하여 그 성능을 파악하였다. de Laval nozzle은 eigenvalue에 의해 eigenvector값이 '-'와 '+'값을 동시에 갖는 물리현상을 내포하고 있으며, 압력조건에 따라 내부에서 Normal shock이 발생하게 된다. 이러한 non-linearity를 현재 우리가 주로 사용하고 있는 상용프로그램(cfx, fluent)과 EDISON, 직접 코딩한 프로그램(Matlab이용)이 얼마나 잘 표현하는지 알아보았다. 그 결과 Van Leer Vector Splitting을 이용할 경우 물리현상을 제일 잘 표현 하였다. 또한 난류 유동(Turbulence flow)을 고려하게 될 경우, Mesh가 Boundary layer를 표현할 정도로 정밀하지 못하다면 제대로 된 해석 결과를 얻을 수 없었으며, Wall 근처에서 Non-slip condition에 의해 Vortex가 형성되고, 이 Vortex가 Back flow를 유도하여 해가 수렴하는데 방해를 하게 됨을 알 수 있었다. 이를 방지하기 위해서는 유동이 잘 표현될 수 있도록 적절한 Computational environment를 형성해 주는 것이 매우 중요하다.

• 한국추진공학회:학술대회논문집
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• 한국추진공학회 2006년도 제26회 춘계학술대회논문집
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• pp.36-40
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• 2006

초음속 공중발사 로켓의 모선분리에 대한 유동해석을 수행하였다. 모선(F-4E Phantom)에서 분리되는 로켓주변 유동장의 정상/비정상 유동해석을 위해 압축성 Wavier-Stokes방정식이 사용되었으며, 해석결과는 모선과 로켓간의 충격파-팽창파 간섭효과를 잘 보여주고 있다. 무게중심의 변화에 따른 로켓의 거동을 예측하기 위하여 세 가지 경우에 대한 전산해석을 수행하였으며, 결과적으로 초음속 공중발사 로켓의 안전한 모선분리를 위한 설계 가이드라인을 제시 하였다.

• 한국추진공학회:학술대회논문집
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• 한국추진공학회 2007년도 제28회 춘계학술대회논문집
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• pp.276-280
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• 2007

초음속 유동장내에 분사된 이차제트 주변에서의 열전달 현상을 고찰 하였다. 초음속 유동장내에 등 열유속조건이 적용되도록 히터를 표면에 설치하였으며, Jet to freestream momentum ratio(운동량비)에의 변화에 따른 2차분사를 하여, 2차분사홀 주변의 표면온도 변화를 적외선 카메라를 통하여 측정하였으며, 이를 바탕으로 대류열전달 계수를 계산하였다. 또한 초음속 유동장 내에서 돌출된 실린더 주변 표면의 대류열전달 계수 측정 결과와 비교 하였다. 실린더의 주유동에 대한 기울어진 각도와 2차분사의 운동량비는 표면 대류열전달계수 분포에 중요한 요인으로 작용하였다.

• 한국추진공학회:학술대회논문집
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• 한국추진공학회 2011년도 제36회 춘계학술대회논문집
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• pp.331-334
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• 2011

램제트 엔진의 성능은 초음속 흡입구의 성능과 밀접한 연관이 있다. 초음속 흡입구 내부 유동 특성을 관찰하기 위해 실험적/전산해석적 연구를 수행하였다. 자발 시동이 가능한 2차원 실험 모델을 설계 제작하고 마하 2.5 초음속 풍동을 이용한 실험적 연구와 Menter's SST 난류 모델과 RANS 방정식에 기본한 전산해석 결과로부터 내부 유동 특성을 정리하였다. 흡입구의 안정 작동 조건에서의 의사충격파(Pseudo-shock wave)와 불안정 작동 조건의 버즈 현상에 대해 자세한 가시화 결과를 제시하였다.

• 한국추진공학회지
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• 제3권3호
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• pp.53-61
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• 1999

충돌제트는 미사일 또는 수직/단거리 이착륙기의 배기가스가 지면이나 화염 편향기 등에 부딪힐 때 발생하며 노즐의 형상, 노즐과 평판과의 거리등에 따라 유동양상이 달라진다. 본 연구에서는 초음속 노즐을 통해 과소 팽창된 제트가 평판에 부딪힐 때 형성되는 평판 압력분포 및 버블 발생 등에 대한 시험결과를 선행된 충격파 풍동을 이용한 시험 결과와 비교하고 초음속 유동시험장치 이용시의 유동 특성을 규명하였다. 초음속 유동시험장치와 충격파 풍동의 평판에서 압력분포는 저압 챔버 내의 수분과 온도 때문에 차이가 나타났고 과소 팽창비에 따른 압력분포는 서로 유사한 경향을 보여주었다.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2012년도 제42회 동계 정기 학술대회 초록집
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• pp.539-539
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• 2012

전북대학교 고온플라즈마 응용연구센터는 교육과학기술부 기초연구사업 중 고가연구장비 구축사업의 일환으로, 고 엔탈피, 초음속 유동 환경을 모사하여, 항공우주, 군사기기, 핵융합 분야 등의 고온 재료 개발을 위한 기초 연구 장치로써, 0.4MW급 플라즈마 풍동 장치를 구축하고 있다. 0.4MW 플라즈마 풍동 장치의 플라즈마 발생부는 DC 전원 공급장치와 디스크 형태의 양극과 음극 사이에 동일 형태의 간극을 삽입한 0.4MW급 분절형 아크 플라즈마 토치로 구성되었으며, 토치에서 발생된 아크 플라즈마는 노즐을 통과하며 마하 2~4의 초음속을 나타내도록 설계 제작되었다. 시험 챔버는 노즐에서 나온 초음속 플라즈마의 특성 및 재료 시험을 위한 3차원 이송식 기판이 장착되어 있으며, 고 엔탈피 유동을 관측하기 위한 광학창을 구비하였다. 시험 챔버 하류에는 유동 안정을 위한 디퓨저(diffuser)가 설치되어 있으며, 디퓨저(diffuser)로부터 배출되는 고온가스는 열교환기를 통해 냉각된 후 진공펌프를 통해 대기로 배출되게 된다. 장치의 압력조절을 위하여 $1,000m^3/min$의 용량의 진공펌프 시스템이 설치될 예정이며 가스공급장치, 냉각수 공급장치, 디퓨져, 열교환기는 1MW급 용량으로 설계 제작되었다. 본 장치는 400kW의 전원 공급, 15 g/s의 공기유량 주입 시 약 13 MJ/kg의 고엔탈피를 가진, mach 2~4의 초음속 유동을 나타내는 것을 특징으로 한다.

• 한국추진공학회:학술대회논문집
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• 한국추진공학회 2008년도 제31회 추계학술대회논문집
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• pp.321-325
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• 2008

초음속 유동장내에 분사된 2차제트 주변에서의 열전달 현상을 고찰 하였다. 초음속 유동장내에 분사되는 2차유동의 Jet to freestream momentum ratio(운동량비)의 변화와, 2차유동 분사각도에 따른 2차 분사홀 주변의 열전달 특성을 파악하기 위하여 홀 주변의 표면온도 변화를 고속 적외선 카메라를 통하여 측정하였으며, 이를 이용하여 비정상 열유속 기법을 바탕으로 열유속을 계산하였다. 운동량비가 증가할 수록 열전달 현상이 강화 되었으며, $15^{\circ}$ 기울어진 분사보다는 수직 분사의 경우에 더 강한 열전달 현상이 발생되었다. 이를 통해 분사비와 분사 각도가 표면 열전달 분포에 중요한 요인으로 작용함을 확인할 수 있었다.

• 한국추진공학회:학술대회논문집
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• 한국추진공학회 2008년도 제31회 추계학술대회논문집
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• pp.269-272
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• 2008

고체 추진기관의 추력을 조절하기 위하여 사용되는 핀틀은 초음속 유동장 내부에 위치하기 때문에 핀틀 팁의 형상과 노즐의 Contour형상에 따라 초음속 노즐 내부는 복잡한 유동장 패턴을 가지게 된다. 본 연구는 핀틀 노즐성능에 대한 연구로 Needle형 핀틀을 사용하여 수행한 공압 시험과 수치해석을 이용하여 핀틀의 위치에 따른 초음속 노즐 내부 유동장 변화가 핀틀 노즐의 추력성능에 미치는 영향에 대하여 분석하였다. 연구의 결과, 노즐 내부에 3가지 충격파가 존재하고 경사충격파의 위치가 핀틀의 위치에 따라 진동함을 알 수 있었다.