• 한국추진공학회지
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• 제8권2호
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• pp.62-72
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• 2004

본 연구에서는 우선 전산 결과의 신뢰성을 검증하기 위하여 동일 조건의 실험결과와 비교하였다. 그 결과를 살펴보면 전산결과와 실험결과가 대체적으로 잘 일치하였다. 다음으로 압력면 및 흡입면의 원호반경, 피치 코드비등의 설계인자에 따른 유동해석을 실시하였다. 익렬내의 유동 및 성능 특성은 익렬 앞전 및 노즐 끝단에서 발생하는 충격파와 익렬 내부에서 발생하는 박리에 의해 주로 좌우되었다. 그리고 노즐 끝단에서 발생하는 충격파와 박리는 익렬 내부 유로 면적에 의해서 좌우되었으며, 익렬 앞전에서 발생하는 충격파는 노즐이 차지하고 있는 익렬 개수에 의해 영향을 받았다.

• 한국추진공학회:학술대회논문집
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• 한국추진공학회 2017년도 제48회 춘계학술대회논문집
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• pp.336-340
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• 2017

초음속 유동이 덕트와 같은 내부를 지날 때 의사충격파라는 유동 구조가 생성된다. 의사충격파는 충격파-경계층 상호작용의 결과이며 이를 정확히 모사하기 위해서는 충격파 구조 뿐만 아니라 경계층 거동 역시 정확히 예측해야 한다. 따라서 본 연구에서는 유동의 정확한 입구조건을 알아내고 이를 이용하여 사각 덕트 내부에서 발생하는 의사충격파를 2차원 전산유동해석으로 해석한다.

• 한국추진공학회지
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• 제4권4호
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• pp.1-8
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• 2000

본 연구에서는 아음속/초음속 이젝터 시스템의 효과적인 설계를 목적으로, 증기 보일러로부터 발생하는 파열증기를 1차 구동유체로 하는 축대칭 아음속/초음속 이젝터 유동을 실험하였다. 과열증기는 여러형태의 아음속/초음속 노즐에 의하여 이젝터 혼합부로 방출되도록 설계되었으며, 2차정체실 내부에 있는 대기 공기는 증기제트에 의하여 혼합부로 유입된다. 실험에서는 2차정체실의 진공성능을 조사하기 위하여 넓은 범위의 이젝터 자동압력비에 대하여 적용하였다. 본 연구의 결과로부터 이젝터목에서 혼한유동의 정압은 1차 노즐의 형태에 관계없이 이젝터 작동압력비의 함수만에 의하여 결정된다는 것을 알았다.

• 한국추진공학회지
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• 제6권2호
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• pp.1-7
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• 2002

추진기관은 노즐을 통해 추력을 발생하며 축소-확대 형상의 초음속 노즐에서는 노즐의 설계 팽창비가 내부 유동의 전압력과 배압의 압력비보다 매우 클 때 충격파의 발생과 함께 경계층 박리를 유발한다. 노즐 내부에서의 충격파 발생과 유동의 박리는 주어진 유동의 압력비에 가장 적합한 노즐형상을 구현하는 것으로 실제의 구조적 노즐의 형상보다 짧은 노즐에서 나타나는 유동과 같은 현상을 보인다. 수치 해석적 방법으로 고정된 형상의 2차원 노즐 내부의 충격파와 경계층 박리 현상에 관한 연구를 수행하였고 Hunter가 행한 실험적 연구와 비교하였다. 수치해석은 TVD 기법을 이용한 압축성 유체 해석 코드와 SST 2방정식 난류 모델을 이용하여 수행되었다. 낮은 압력비에서의 충격파와 경계층과의 상호작용에 의한 $\lambda$형태의 충격파 시스템을 잘 보여주고 있고 추력 값의 비교를 통해 고정된 형상의 노즐을 이용하여 필요한 운용범위를 충족할 수 있음을 알 수 있었다.

• 한국추진공학회:학술대회논문집
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• 한국추진공학회 2011년도 제37회 추계학술대회논문집
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• pp.321-324
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• 2011

지상연소시험용 소형 액체로켓엔진 초음속 노즐의 성능해석을 위하여 노즐내 유동특성 및 플룸 구조를 $k-{\omega}$ SST모델을 사용한 Reynolds-averaged Navier-Stokes 방정식으로 해석하였다. 해석기법의 검증을 위하여 2차원 축소-확대 노즐 초음속 유동의 해석값과 실험치를 비교하고, 검증된 기법으로 2차원 축대칭 노즐의 성능해석을 수행하였다. 그 결과 노즐 내부에 유동박리 및 역류현상의 발생이 확인되었으며, 이 해석결과는 소형 액체로켓엔진 노즐 최적설계에의 기초자료로 제시되었다.

• 한국추진공학회지
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• 제10권1호
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• pp.54-63
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• 2006

이젝터는 고속의 주 유동으로 주변의 낮은 운동량을 가지는 유동을 운동량 교환을 통해 압축시켜 수송하는 장치로서 각종 초음속 시험설비의 마하 4, 고도 20 km 이상의 고고도 조건을 모사하기 위한 목적으로 사용될 수 있다. 항공우주연구원에서는 램제트 엔진 시험설비의 마하 $4\sim5$, 고도 $20\sim25km$의 작동조건을 모사하기 위한 이젝터를 설계하기 위하여 일본 항공우주연구소(JAXA)의 램제트/스크램 제트 엔진 시험설비(RJTF)의 공기 이젝터 성능해석 기법 및 설계 기법을 적용하여 기본 설계를 수행하였다. 또한 설계된 이젝터 형상을 토대로 FLUENT를 이용한 수치해석을 수행하여 이젝터 시스템 내부의 충격파 구조와 고고도 조건 모사를 위한 흡입 압력 값 및 시스템 내에서 냉각이 요구되는 영역을 파악하고 기본 설계 과정 결과의 타당성을 검증하였다.

• 한국추진공학회지
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• 제18권5호
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• pp.70-78
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• 2014

고고도 모사를 위한 초음속 이차목 디퓨저의 유동 및 열전달 특성에 대한 수치적 연구를 수행하였다. 디퓨저의 유동 특성에 영향을 주는 작동압력과 형상을 변화시켜 유동 특성과 냉각 특성을 파악하였다. 냉각이 없는 경우 디퓨저가 시동 된 후, 디퓨저 벽과 아음속 구간에서 3,000 K 이상의 고온 구간이 나타났다. 디퓨저에 냉각 시스템을 추가하면 벽면 근처가 냉각되면서 유속이 빨라져 유동 길이가 길어지고 유동 박리와 함께 압력 회복이 급격해진다. 디퓨저 내부에 압력 변화를 가져오는 유동 현상과 함께 heat flux의 경향도 유사하게 나타났다.

• 한국항공우주학회지
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• 제30권1호
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• pp.114-123
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• 2002

케로신/액체산소 추진기관을 갖는 초음속 로켓의 플룸 유동장을 9 화학종 14 반응 모델과 연계된 레이놀즈 평균 Navier-Stokes 방정식을 이용하여 해석하였다. 유한속도 화학반응이 플룸 유동장에 미치는 영향을 고찰하기 위하여 그 결과를 화학적 동결유동 해석 결과와 비교하였다. 계산은 상용 CFD 소프트웨어인 FLUENT 5를 이용하여 수행하였다. 반응 유동 해석 결과는 노즐 내부에서의 화학반응에 따른 연소가스의 온도 증가로 인해 전체적으로 동결유동에 비해 더 높은 온도장을 나타내었다. 플룸에서의 모든 화학반응은 전단류와 배럴 충격파 반사지점 후방의 고온 영역에 국한되어 일어났으며 본 해석의 경우 플룸내에서의 유한속도 화학반응이 유동에 미치는 영향은 미약한 것으로 나타났다. 그러나 본 연구에서 이루어진 유한속도 화학반응을 고려한 플룸 해석을 통하여 플룸에서의 주된 화학 반응 및 이들의 반응 메커니즘을 확인할 수 있었다.

• 대한기계학회:학술대회논문집
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• 대한기계학회 2000년도 춘계학술대회논문집B
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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.

• 한국추진공학회지
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• 제17권1호
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• pp.52-60
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• 2013

이젝터-디퓨져 시스템은 두 유동 사이의 순수전단운동을 통해 저압의 2차유동을 동반하여 고압의 주된 유동을 만들어 낸다. 일반적으로, 이젝터-디퓨져 시스템에서 유동장은 난류 혼합, 압축 효과로 인해 매우 복잡하게 되며, 저효율의 큰 문제점을 가지고 있다. 현재까지 이젝터 시스템의 성능을 향상시키기 위한 많은 연구가 수행 되어 왔지만 만족스럽지 않은 실정이다. 본 연구에서는 이젝터 시스템의 성능향상을 위해 2차유동의 입구에 혼합 안내깃을 설치하였으며, CFD는 이젝터-디퓨져 시스템의 초음속 내부 유동을 모사하여 수행하였다. 얻어진 결과는 기존의 실험결과를 입증하였으며, 본 논문에서 혼합 안내깃 효과를 전압 손실, 유인비 및 압력회복에 대해서 논의되었다.