• Journal of the Korean Society of Propulsion Engineers
• /
• v.25 no.6
• /
• pp.36-44
• /
• 2021

Numerical analysis was performed on the shock wave-boundary layer interaction generated in the internal flow path of the curved interstage of the scramjet engine flight test vehicle. For numerical analysis, the turbulence model k-ω SST was used in the compressibility Raynolds Averaged Navier Stokes(RANS) equation. Representatively, the separation bubbles on the upper wall of the nozzle, the interaction between the concave shock wave and the boundary layer, and the shock wave-shock wave interaction at the edge were captured. The analysis result visualizes the shock wave-boundary layer interaction of the curved internal flow path to enhance understanding and suggest design considerations.

• Proceeding of EDISON Challenge
• /
• 2016.11a
• /
• pp.96-100
• /
• 2016

슬롯판을 이용한 경사충격파와 경계층 간섭유동 제어에서, 슬롯의 각도를 바꾸어 가며 제어 성능을 비교하는 수치적 연구가 수행되었다. 기준이 되는 수직 슬롯, 각도를 달리한 6개의 case를 선정하여 하여 충격파 뒤에서 전압손실 및 경계층 안정성을 기준으로 제어 성능을 평가하였다. 수치해석 결과 모든 형상에 대해 제어하지 않은 상태보다 좋은 성능을 얻었다. 공력성능이 뛰어난 그룹과 그렇지 않은 그룹을 구분하여 슬롯과 공동 유동 구조를 분석하면서 경계층 불안정성을 야기하고 전압손실 감소에 영향을 미치는 것은 경계층과 충격파가 상호작용하는 영역에서 Vortex를 얼마나 제어할 수 있는지 여부임을 알 수 있었고, 이러한 Vortex를 얼마나 제어할 수 있는지에 따라 공력 성능이 결정됨을 파악할 수 있었다.

• Proceeding of EDISON Challenge
• /
• 2015.03a
• /
• pp.585-589
• /
• 2015

본 연구에서는 이중압축램프의 초음속 유동에서 발생하는 충격파 경계층 상호작용을 EDISON_CFD로 해석하기로 한다. 이중압축램프에선 역압력 구배로 인하여 경계층이 박리가 일어나게 되고 박리된 경계층이 다시 이중압축램프에 부착되어 생겨난 박리영역을 관찰할 수 있다. 박리영역의 앞뒤로 유동의 방향이 바뀌게 되면서 압축 팬(compression fan)과 재부착 팬(reattachment fan)이 충격파를 발생시키고 이중압축램프전방의 충격파와 만나서 복잡한 유동 구조를 가지게 됨을 확인하였다. 이와 같은 층류에서 난류, 박리와 재부착의 영역에서의 해석하기 위해선 해석자의 난류모델이 중요하다. $15^{\circ}-30^{\circ}$, $15^{\circ}-45^{\circ}$의 두 종류의 이중압축램프를 $k-{\omega}$ SST 난류 모델과 ${\gamma}-Re_{\theta}$ 천이 모델로 계산을 EDISON_CFD로 수행하였다. 난류 모델의 차이를 표면마찰계수, 압력계수, 마하수로 비교하여 차이점을 분석하였다.

• Proceeding of EDISON Challenge
• /
• 2016.11a
• /
• pp.74-77
• /
• 2016

본 연구에서는 Scream Jet Intake에 발생하는 충격파 경계층에서 속도를 Supersonic에서 Subsonic으로 줄였을 때의 상호작용을 EDISON_CFD로 해석하기로 한다. 이상적인 공기 유동에서 충격파 경계층의 각도를 $15^{\circ}{\sim}20^{\circ}$, $25^{\circ}{\sim}30^{\circ}$, $15^{\circ}{\sim}40^{\circ}$, $25^{\circ}{\sim}50^{\circ}$와 같이 두 개($5^{\circ}$, $25^{\circ}$)의 각도 차이를 두어 이중압축램프에서의 유동현상을 EDISON_CFD로 수행하고 분석하였다.

• Journal of computational fluids engineering
• /
• v.18 no.2
• /
• pp.56-65
• /
• 2013

Two compression ramp problems and an impinging shock problem are computed to investigate influence of turbulence models and eddy viscosity on the shock-wave / boundary layer interaction. A Navier-Stokes boundary layer generation code was applied to the generation of inflow boundary conditions. Computational results are validated well with the experimental data and effects of turbulence models are investigated. It is shown that the behavior of turbulence (eddy) viscosity directly affects both the extent of the separation and shock-wave positions over the separation.

• Journal of the Korean Society for Aeronautical & Space Sciences
• /
• v.40 no.12
• /
• pp.1025-1031
• /
• 2012

The present paper deals with concept design of supersonic inlet based on compressible flow theory and flow control of bleeding in order to guarantee stability of supersonic inlet of ramjet engine in broad range of operating conditions. Shock instability, shock wave-boundary layer interaction and flow separation should be properly controlled to improve performance of the supersonic inlet. Considering shock strength, boundary layer and flow separation, the supersonic inlet is modified from the basic model which is designed under inviscid theory. Consequently, shock is stabilized, and required mass flow rate is obtained. Furthermore, bleeding is applied to the supersonic inlet to maintain performance in off-design conditions. Mass flow condition is adopted for modeling of bleeding effect, and performance of the supersonic inlet is evaluated by changing bleeding locations and numbers.

• Proceedings of the Korean Society of Propulsion Engineers Conference
• /
• 2004.10a
• /
• pp.47-52
• /
• 2004

In the design of scramjet intake for hypersonic flight, a variety of aerothermodynamics phenomena are encountered. These phenomena include blunt leading - edge effects, boundary layer development issues, transition, inviscid / viscous coupling, shock - shock interactions, shock / boundary - layer interactions, and flow profile effects. For intakes that are designed to operate within a narrow Mach number / altitude envelope, an understanding of a few of these phenomena might be required. In this work several predominant flowfield phenomena (viscous phenomena, boundary - layer separation, and combustor entrance profile) are discussed to investigate the performance of the intake at the altitude and angle of attack extremes of the HyShot flight experiment.

• Proceeding of EDISON Challenge
• /
• 2016.03a
• /
• pp.604-609
• /
• 2016

슬롯판을 이용한 경사충격파와 경계층 간섭유동 제어에서, 슬롯판 아래에 있는 공동부의 형상을 바꾸어 가며 제어 성능을 비교하는 수치적 연구가 수행되었다. 공동형상 직사각형 5개, 사다리꼴 3개를 선정하여 shock 뒤에서 경계층 안정성, 전압손실을 기준으로 제어 성능을 평가하였다. 수치해석 결과 모든 형상에 대해 제어하지 않은 상태보다 좋은 성능을 얻었다. 그 중 경계층 안정성 측면에서는 형상 L과 R, 전압손실 감소 측면에서는 형상 M과 A가 효과적임을 확인하였고, 종합적으로 슬롯의 끝 면과 공동의 길이방향 끝 면이 일치하는 형상에서 상대적으로 좋은 결과를 얻음을 확인했다. 또한 슬롯과 공동 내부유동을 분석하면서 경계층 안정성과 전압손실 감소에 영향을 미치는 것은 separation 영역을 얼마 원활히 흡입하는지의 여부임을 알 수 있었고, 상류 슬롯에서 발생하는 shock에 대한 추후 해결 연구도 필요함을 알 수 있었다.

• Proceeding of EDISON Challenge
• /
• 2012.04a
• /
• pp.77-80
• /
• 2012

초음속 흡입구는 설계점에서 안정적으로 작동하지만 설계점 밖에서는 엔진성능이 급격히 감소하거나 층 격파 불안정 문제가 발생할 수 있다. 초음속 흡입구의 일반적인 특성을 파악하기 위해 2단 꺾임각을 갖는 외부 압축식 2차원 흡입구를 설계하고 EDISON_열유체 시스템을 이용하여 최종적으로 설계 마하수 2.5에서 작동하는 형상을 얻었다. 그러나 설계 마하수 이하의 영역에서는 충격파-경계층, 충격파간 상호작용으로 인해 유동에서 박리가 발생하고 최종적으로 흡입구 목을 질식시켜 아임계 상태로 천이된다. 이를 해결하기 위해 유동 제어 방법 중 하나인 bleeding을 이용하여 경계층을 제거하거나 유동의 박리를 방지하여 충격파를 cowl lip 전방에 안정하게 고정시킬 수 있었으며, 결과적으로 목적하였던 마하수 2.0에서 2.5에 이르는 작동 영역에서 강건하게 운용될 수 있는 초음속 흡입구를 설계하였다.

• Journal of the Korean Society for Aeronautical & Space Sciences
• /
• v.50 no.11
• /
• pp.747-754
• /
• 2022

An experimental study was carried out to control a shock-induced boundary layer separation by utilizing the supersonic sweeping jet from the fluidic oscillator. High-speed schlieren, surface flow visualization, wall pressure measurement and precise Pitot tube measurement were applied to observe the influences of the location and the supply pressure of the fluidic oscillator on the characteristics of the oblique-shock-induced boundary layer separation. The characteristics of the separation control by the present supersonic fluidic oscillator was quantitatively analyzed by comparing with a conventional control method utilizing an air-jet vortex generator.