• Title/Summary/Keyword: 충격파 간섭

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NUMERICAL INVESTIGATION ON THE SAFE SUPERSONIC AIR-LAUNCHING ROCKET SEPARATION FROM THE MOTHER PLANE (안전한 초음속 공중발사를 위한 삼차원 로켓 주위의 모선분리 유동 해석)

  • Ji Y.M.;Lee J.W.;Park J.S.
    • 한국전산유체공학회:학술대회논문집
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    • 2005.10a
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    • pp.255-259
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    • 2005
  • An analysis is made of flow and rocket motion during a supersonic separation stage of air-launching rocket from the mother plane. Three-dimensional Euler and Navier-Stokes equations are numerically solved to analyze the steady/unsteady flow field around the rocket which is being separated from two cases of mother plane configuration: one is an idealized ogive-cylinder body and the other is a real F-4E Phantom. The simulation results clearly demonstrate the effect of shock-expansion wave interaction between the rocket and the mother plane. As a result, a design-guideline of supersonic air-launching rocket for the safe separation is proposed.

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Influence of Streamwise Vortices on Normal Shock-Wave/Boundary Layer Interaction (유동방향의 와류가 충격파와 경계층의 상호간섭에 미치는 영향)

  • ;R. Szwaba
    • Proceedings of the Korean Society of Propulsion Engineers Conference
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    • 2003.10a
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    • pp.91-94
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    • 2003
  • An experimental study has been carried out in a supersonic blow-down wind tunnel for examining the influence of streamwise vortices on normal shock-wave/boundary layer interaction. It has been reported by the earlier investigator the streamwise vortices generated by the blowing jets can significantly suppress the shock-induced separation and reduce the wave drag. The blowing jets generate the streamwise vortices with 45$^{\circ}$ angle in the spanwise direction. The shock waves are visualized by a Schlieren optical system. Appropriate measurement systems are provided for the characterization of shock wave/boundary layer interaction. The chamber pressure ratio and blowing pressure ratio are varied from 1.5 to 2.4 and 1.0 to 2.0 respectively.

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The Effect of Nonequilibrium Condensation on Shock/Boundary Layer Interaction (비평형응축이 충격파와 경계층의 간섭에 미치는 영향)

  • Kim, H.D.;Lee, K.H.;Setoguchi, T.
    • Proceedings of the KSME Conference
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    • 2000.11b
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    • pp.544-549
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    • 2000
  • The effects of nonequilibrium condensation on the shock boundary layer interaction over a transonic bump model were investigated experimentally and numerically. An experiment was conducted using a supersonic indraft wind tunnel. A droplet growth equation was incorporated into two-dimensional Navier-Stokes equation systems. Computations were carried out using a third-order MUSCL type TVD finite-difference scheme with a second-order fractional time step. Computations compared with the experimental results. Nonequilibirum condensation suppressed the boundary layer separation and the pressure fluctuations due to the shock boundary layer interaction. Especially the nonequilibrium condensation was helpful to suppress the high frequency components of the pressure fluctuations.

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Plume Interference Effect on a Missile Body and Its Control (미사일 동체에서 발생하는 Plume 간섭 효과와 제어)

  • Lim, Chae-Min;Lee, Young-Ki;Kim, Heuy-Dong;Szwaba, Ryszard
    • Proceedings of the KSME Conference
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    • 2003.04a
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    • pp.1730-1735
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    • 2003
  • The plume-induced shock wave is a complex phenomenon, consisting of plume-induced boundary layer separation, separated shear layer, multiple shock waves, and their interactions. The knowledge base of plume interference effect on powered missiles and flight vehicles is not yet adequate to get an overall insight of the flow physics. Computational studies are performed to better understand the flow physics of the plume-induced shock and separation particularly at high plume to exit pressure ratio. Test model configurations are a simplified missile model and two rounded and porous afterbodies to simulate moderately and highly underexpanded exhaust plumes at the transonic/supersonic speeds. The result shows that the rounded afterbody and porous wall attached at the missile base can alleviate the plume-induced shock wave phenomenon, and improve the control of the missile body.

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Control of Shock Wave/Boundary-Layer Interactions Using S-Shaped Mesoflaps (S-자형 플랩을 이용한 충격파와 경계층 간섭현상 제어에 관한 연구)

  • Lee Yeol
    • Proceedings of the KSME Conference
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    • 2002.08a
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    • pp.159-160
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    • 2002
  • New S-shaped aeroelastic mesoflaps are utilized to control normal shock/boundary-layer interactions. New generation of the mesoflaps is designed f3r a better rigidness and a good flow uniformity across the ulteractions. ,Major advantages of the mesoflap system can be a better total pressure recovery downstream of the interactions due to the lambda shock structure over the flap system, and a rehabilitation of the thickened boundary layer due to bleeding through a cavity underneath the flap system. Skin friction has been measured downstream of the interactions, using the laser interferometer skin friction (LISF) meter, which optically detects the rate of thinning of an oil film applied to the test surface. Various flap-thicknesses of the S-shaped mesoflap arrays are tested, and the results are compared to the solid-wall reference case. Overall, not much difference in the level of skin friction is noticed for the S-shaped flap arrays of various thicknesses, and its level is lower than the skin friction downstream of the solid-wall interaction

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Numerical Study on Shock-Vortex Interaction Behind a Flat Plate (평판 뒤 전단층에서의 충격파-와동 상호 간섭에 대한 수치적 연구)

  • Chang Se-Myong;Chang Keun-Shik
    • 한국전산유체공학회:학술대회논문집
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    • 1999.11a
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    • pp.23-28
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    • 1999
  • In this paper we study numerically the shock-vortex interaction in the shear layer generated by moving shock waves above and below a flat plate. The faster normal shock is diffracted at the tip of the flat plate, producing a starting vortex. The slower normal shock below the flat plate arrives soon later to run across the vortex and make interaction. The two shocks are merged together and reflected back at the closed end of the shock tube to impinge on the shear layer developing multiple vortexlets. The computational simulation based on Euler and Navier-Stokes equations shows good prediction.

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A Numerical Study of Diffusion Flames in Supersonic Flow (초음속 유동장 내의 확산 화염에 관한 수치 연구)

  • 김지호;윤영빈;정인석
    • Proceedings of the Korean Society of Propulsion Engineers Conference
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    • 1997.11a
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    • pp.17-17
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    • 1997
  • 극초음속 여객기와 군사용 항공기에 대한 수요가 증가함에 따라서 새로운 개념의 다양한 추진기관이 연구가 진행되고 개발되어 왔다. 초음속 항공기의 속도 영역은 마하 10-20 정도가 되는데 이 속도 한계를 극복하기 위하여 초음속 연소 램제트 엔진(SCRamjet; Supersonic Combustion Ramjet)이 제안되었다. 스크램 제트를 개발하기 위해서는 연료와 산화제의 혼합 효율 문제, 화염의 안정화 문제, 벽면의 냉각에 관한 문제 등 몇 가지 기본적인 문제들을 해결해야 한다. Univ of Michigan에서 실험한 연소기를 모델로 본 연구에서는 연료와 공기의 혼합에 관한 수치 연구를 수행하였다. 다원 혼합기체에 관한 축대칭 Navier-Stokes 방정식을 지배 방정식을 이용하였고 비평형 화학반응식을 고려하였다. 공간 차분에는 유한 체적법을 이용하였다. 대류 플럭스 항은 Roe의 Upwind FDS 기법을 사용하여 차분하였고 점성항에는 중심 차분법을 이용하였다. 시간 적분법으로는 근사 자코비안과 LU분할 기법을 이용한 완전 내재적 방법이 쓰였다. 난류 모델로는 Mentor에 의해 제안된 2 방정식 k-$\varepsilon$/k-$\omega$ 혼합모델을 사용하였다. 유동장이 실험에서의 찍은 사진과 유사한 모습의 충격파 간섭을 수치 모사하였고 수소가 확산되는 모습과 함께 노즐 lip 주위의 재순환 영역에 대해서 살펴볼 수 있었다.

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A Review on Issues and Perspectives in the field of Aeroacoustics and Noise Control Research (공력 소음 및 소음 제어에 관한 연구 현황과 미래 전망에 대한 고찰)

  • Lee Soogab;Chang Se-Myong
    • Proceedings of the Acoustical Society of Korea Conference
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    • autumn
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    • pp.247-250
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    • 2000
  • 본 논문에서는 최근 공력소음 및 소음제어 분야의 연구 동향을 정리하고, 이에 대한 미래의 가능성을 진단해 본다. 공력소음공학은 학문적 관심과 실용적 응용성을 동시에 만족시키면서, 이러한 목적을 달성하기 위해 수치적 혹은 실험적인 여러 가지 방법들을 다양하게 채용하고 있는 학제적 (interdisciplinary) 연구 분야이다. 자동차 냉각팬 소음, 헬리콥터 소음, HRSG 소음, 고속 철도 소음, 원심 압축기 소음, 수중 추진기 소음, 전산공력음향학, 능동 소음 제어, 충격파-와동 간섭 소음 등 현재 연구되어지고 있는 문제들을 간략하게 조명하면서, 환경 과학과 인간 공학으로서의 이 분야가 지닌 미래의 무한한 잠재력을 고찰한다.

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공동형상에 따른 경사충격파와 경계층 상호작용의 피동제어 성능 비교 연구

  • Kim, Hong-Gyu
    • Proceeding of EDISON Challenge
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    • 2016.03a
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    • pp.604-609
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    • 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.

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A Full Scale Hydrodynamic Simulation of High Explosion Performance for Pyrotechnic Device (파이로테크닉 장치의 고폭 폭발성능 정밀 하이드로다이나믹 해석)

  • Kim, Bohoon;Yoh, Jai-ick
    • Journal of the Korea Society for Simulation
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    • v.28 no.2
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    • pp.1-14
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    • 2019
  • A full scale hydrodynamic simulation that requires an accurate reproduction of shock-induced detonation was conducted for design of an energetic component system. A detailed hydrodynamic analysis SW was developed to validate the reactive flow model for predicting the shock propagation in a train configuration and to quantify the shock sensitivity of the energetic materials. The pyrotechnic device is composed of four main components, namely a donor unit (HNS+HMX), a bulkhead (STS), an acceptor explosive (RDX), and a propellant (BPN) for gas generation. The pressurized gases generated from the burning propellant were purged into a 10 cc release chamber for study of the inherent oscillatory flow induced by the interferences between shock and rarefaction waves. The pressure fluctuations measured from experiment and calculation were investigated to further validate the peculiar peak at specific characteristic frequency (${\omega}_c=8.3kHz$). In this paper, a step-by-step numerical description of detonation of high explosive components, deflagration of propellant component, and deformation of metal component is given in order to facilitate the proper implementation of the outlined formulation into a shock physics code for a full scale hydrodynamic simulation of the energetic component system.