• 한국추진공학회:학술대회논문집
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• 한국추진공학회 2007년도 제28회 춘계학술대회논문집
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• pp.329-334
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• 2007

초음속 제트 마하수 1.07부터 1.2 범위에서 축대칭 제트 스크리치 톤을 해석하였다. 축대칭 모드는 낮은 마하수 축대칭 제트의 지배적인 스크리치 톤 모드이다. 난류 해석을 위해 수정된 Spalart-Allmaras 모델을 RANS (Reynolds-averaged Navier-Stokes) 방정식에 사용하였다. 스크리치 톤 해석에서 중요한 음파의 전파, shock-cell 구조, shock-cell의 비정상 거동 및 거대한 불안정 파를 정확히 계산하기 위해 비반사 특성 경계조건과 연계한 고차정확도의 ENO 기법을 사용하였다. 수치해석결과는 다른 연구자들의 실험 결과와 잘 일치하였으며, 따라서 본 연구에 사용된 수치 기법들이 초음속 제트 유동 구조 및 소음연구에 유용함을 확인하였다.

• 항공우주기술
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• 제1권2호
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• pp.91-104
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• 2002

우주 발사체 및 과학관측로켓에 유발되는 음향 하중의 주 원인은 추진기관의 제트 소음에 의한 것이다. 따라서 성공적인 임무 수행을 위한 음향 하중의 저감을 위해서는 반드시 추진 기관의 제트 소음(초음속)의 특성을 파악하는 것이 필요하다. 이를 위해 먼저 제트 유동에 의한 음향 하중의 발생 메카니즘을 살펴보았다. 그리고, 음향 하중에 영향을 주는 인자를 도출하고, 도출된 인자에 따른 음향 하중의 특성 변화를 살펴보았다. 3단형 과학 관측 로켓(KSR-III)의 음향 하중의 시공간적인 특성을 엔진 연소 시험시 측정된 소음 신호를 이용하여 분석하였다. KSR-III의 음향 하중의 최대값은 250 Hz, 500 Hz의 옥타브 밴드에 집중되어 있으며, 공간적으로 랜덤함을 알 수 있었다. 또한 추후 음향 하중의 특성 파악을 위한 자체적인 연구 방향을 제안하였다.

• 대한기계학회:학술대회논문집
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• 대한기계학회 2004년도 추계학술대회
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• pp.1499-1504
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• 2004

The effects of absorbing materials on the characteristics of supersonic jet noise were experimentally investigated using a convergent-divergent nozzle with a design Mach number of 2.0. Overall sound pressure levels (OASPL) and noise spectra were obtained at far-field locations. Schlieren optical system was used to visualize the flow-fields of supersonic jets. In order to investigate the effect of absorbing materials, baffle plates of different materials (metal, grass wool and polyurethane foam) were installed at the exit of the nozzle. Experiment was carried out over a wide range of nozzle pressure ratios from 2.0 and 18.0, which corresponds to over- and under-expanded conditions. The results obtained show that the screech tone amplitude and the overall sound pressure level reduce by using the baffle plates of absorbing materials, compared with the metal baffle plate. It is also found that the characteristics of supersonic jet noise are strongly dependent on the size of baffle plate.

• 대한기계학회:학술대회논문집
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• 대한기계학회 2007년도 춘계학술대회B
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• pp.3150-3155
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• 2007

This paper describes an experimental work to investigate the effect of mesh screen device on the jet structure and acoustic characteristics of over-expanded supersonic jet. The mesh screen device is placed into the supersonic jet stream. In order to perturb mainly the initial jet shear layer, the hole is perforated in the central part of the mesh screen. The diameter of the perforated hole and the location of mesh screen device are varied. A Schlieren optical system is used to visualize the flow fields of supersonic jet without and with the mesh screen device. Pitot pressure measurement is carried out to obtain the pressure distribution in the jet flow. Acoustic measurement also is performed to obtain the OASPL and noise spectra. The results obtained show that the jet structure and the jet noise control effectiveness is strongly dependent upon the diameter of the perforated hole and the location of the mesh screen device in the jet stream. Provided that the mesh screen device is placed at the location to perturb effectively the initial shear layer, the present control method is effective in suppressing the supersonic jet noise.

• 한국가시화정보학회:학술대회논문집
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• 한국가시화정보학회 2004년도 추계학술대회 논문집
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• pp.64-67
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• 2004

The present study describes an experimental work to reduce supersonic jet noise using a control wire device that is placed into the supersonic jet stream. The jet pressure ratio is varied to obtain the supersonic jets which are operated in a wide range of over-expanded to moderately under-expanded conditions. The wire device is composed of long cylinders with a very small diameter. X-type wire device is applied to control the supersonic jet noise, and its location is varied to investigate the effect of the control wire device on supersonic jet noise. A high-quality Schlieren optical system is used to visualize the flow field of supersonic jet with and without the control wire device. Acoustic measurement is performed to obtain the overall sound pressure level and noise spectra. The results obtained show that the present wire device destroys the shock-cell structures, reduces the shock strength, and consequently leading to a substantial suppression of supersonic jet noise.

• 한국추진공학회:학술대회논문집
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• 한국추진공학회 2011년도 제37회 추계학술대회논문집
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• pp.299-302
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• 2011

고체추진기관의 초음속 제트 속에서는 다양한 소음들이 발생된다. 본 연구에서는 로켓 모타의 배기가스에 물을 분사하고, 디퓨져 및 스택을 설치하여 초음속 제트에서 발생되는 소음을 억제할 수 있는 장치를 설계 및 제작하는 기술을 확보하는데 있다. 물분사 소음디퓨저를 연소시험용 로켓 모타에 적용하여 약 20dB의 소음저감효과를 얻었다.

• 한국소음진동공학회:학술대회논문집
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• 한국소음진동공학회 2007년도 춘계학술대회논문집
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• pp.355-355
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• 2007

• 한국항공우주학회지
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• 제33권8호
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• pp.92-98
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• 2005

스크린은 유동저항을 일으켜 유동의 난류, 속도 및 압력 특성을 변화시킬 수 있으며, 이에 따라 유동제어 방법으로 널리 사용되어 왔다. 과거 관련 분야 연구들은 마하수가 0.3에서 0.7 사이의 유동에 제한되어 왔고, 초음속 유동에서 나타나는 충격파 구조에 대한 연구는 수행되어진 바 없다. 따라서 본 연구에서는 철선으로 엮어진 스크린 후방에서 나타나는 축대칭 초음속 제트유동장에 대한 실험적 관찰이 이루어졌다. 다양한 제트유동 팽창조건에 대하여 스크린 후방에서 연속 및 순간광원을 이용한 쉴리렌 유동가시화와 피토압력/유동소음 측정이 이루어졌다. 노즐 출구에 설치된 스크린의 다공도와 설치 기울기 변화에 따른 영향도 관찰되었으며, 얻어진 결과는 스크린이 설치되지 않은 경우와 서로 비교되었다.

• 한국항공우주학회지
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• 제38권8호
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• pp.790-797
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• 2010

마하수 1.0~1.2 범위의 초음속 제트에서 발생되는 축대칭 스크리치 톤 소음의 모드 전이 현상이 수치적으로 분석되었다. 이를 위해 k-e 난류모델을 가진 축대칭 Navier-Stokes 방정식이 사용되었으며 수치기법으로서 공간에 대해 소산관계보존기법과 시간에 대해 최적화된 4단계 시간 적분법이 사용되었다. 특히 낮은 마하수에서 발생하는 축대칭 A1 모드의 경우, 비선형성에 기인한 부가적인 음향파 발생을 확인하였으며, 강한 와류의 발생으로 인해 스크리치 소음 주파수는 와류 통과 주파수와 일치함을 알게 되었다.

• 한국소음진동공학회:학술대회논문집
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• 한국소음진동공학회 2000년도 춘계학술대회논문집
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• pp.71-77
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• 2000

An axisymmetric supersonic jet is simulated at a Mach number of 1.5 and a Reynolds number of $10^5$ to identify the mechanism of sound radiation from the jet. The present simulation is performed based on the high-order accuracy and high-resolution ENO(Essentially Non-Oscillatory) schemes to capture the time-dependent flow structure representing the sound source. In this simulation, optimum expansion jet is selected as a target, where the pressure at nozzle exit is equal to that of the ambient pressure, to see pure shear layer growth without effect of change in jet cross section due to expansion or shock wave generated at nozzle exit. Shock waves are generated near vortex rings, and discernible pressure waves called Mach wave are radiated in the downstream direction with an angle from the jet axis, which is characteristic of high speed jet noise. Furthermore, vortex roll-up phenomena are observed through the visualization of vorticity contours.