• 한국전산유체공학회지
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• 제6권4호
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• pp.43-53
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• 2001

본 논문은 충격파 불안정성이 나타나지 않는 충격파 안정적인 수치기법의 개발을 목표로 하고 있다. Roe의 수치기법은 유동의 수치계산에 있어 높은 정확도를 보장하지만 carbuncle 현상과 같은 충격파 불안정성이 나타나는 것으로 알려져 있다. Roe의 수치기법과 HLLE 수치기법의 수치점성을 비교하여 충격파 불안정성의 원인을 살펴보았으며, Roe의 수치기법에 나타나는 반감쇠항에 마하수의 함수인 조절함수 f와 g를 도입하여 충격파 안정성을 획득하였다. 본 논문에서 제안된 수치기법을 다양한 유동문제에 적용하여 수치기법의 충격파 안정성과 정확성을 검증하였다

• 한국항공우주학회지
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• 제37권1호
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• pp.1-16
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• 2009

최근 공학적으로 응용 범위가 넓은 액체-기체의 2상 유동장에 대한 전산 해석이 주목을 받고 있다. 본 연구에서는 밀도차가 큰 압축성 2상 유동장을 해석하기에 적합하도록 기존에 개발된 RoeM과 AUSMPW+ 공간 이산화 기법을 확장하였다. RoeM과 AUSMPW+에서 사용되는 충격파 포착항을 2상 혼합류의 상태방정식으로부터 새롭게 정의하여, 밀도와 음속이 상이한 두 유체에서도 정확성을 보장하면서 충격파 불안정성을 제거할 수 있도록 하였다. 개발된 2상 유동 RoeM과 AUSMPW+를 몇 가지 예제 문제에 적용하여 검증하였으며, 해석 결과는 두 수치기법이 일반적인 2상 유동에서도 충격파 안정적이며 정확한 특성을 갖는 것을 보여주었다.

• 한국추진공학회지
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• 제2권3호
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• pp.36-46
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• 1998

초음속 유동에서 발생하는 충격파는 일반적으로 충격파 상류와 하류의 압력비에 의해 일반적으로 결정된다. 본 연구에서는 충격파의 진동현상을 규명하기 위한 연구의 일환으로, 미소교란법(small perturbation method)을 이용하여 이론해석을 수행하였으며, 충격파 하류의 유동장에 에너지 손실을 적용하여 충격파의 안정성을 이론적으로 해석하였다. 이론해석에서는 충격파 상류에 경계층 유동에서 발생하는 난류변동이나 주류에서의 압력변동이 충격파의 진동과 관련된다고 생각하여, 충격파 상류의 유동에 미소압력변동을 적용하여 충격파의 진동특성을 해석하였다. 본 연구의 결과들을 타 연구의 결과와 비교하였으며, 열선풍속계(hot wire)를 이용한 실험적 연구결과와 비교하였다.

• EDISON SW 활용 경진대회 논문집
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• 제6회(2016년)
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• pp.96-100
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• 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.

• 물과 미래
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• 제21권2호
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• pp.173-182
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• 1988

St. Venant식에서 상대적으로 마찰경사항이 크고 연속적 파형이 유입하는 경우와 급격한 불연속 부위를 가진 충격파가 유입하는 경우에 유한차분 수치해의 특성을 비교하였다. 그 결과 단일 증감파에는 Keller Box 해법이 $0.5{\leq}{\theta}{\leq}1.0$, ${\theta}+{\psi}$=1로 두 매개변수를 정했을 때 정확도와 효율성, 안전성의 측면에서 가장 좋았다. 그러나 충격파에서는 Preissmann 형태의 매개변수 ${\psi}$(=0.5)를 사용하여야만 안정하였다. Lax-Wendroff, Richtmyer 해법은 Leap Frog에 비해 안정성에서, Lax-Fredrich 해법에 비해 정확성에서 더 좋은 방법임이 단일 증감파의 수치실험에서 나타났고, 충격파에서는 Lax-Fredrich가 다른 양해법들에 비해 과도한 수치적 dissipation을 Leap Frog은 느린 질량전달을 보였다.

• 한국항공우주학회지
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• 제40권12호
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• pp.1025-1031
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• 2012

본 연구에서는 간단한 압축성 유체이론에 기초하여 렘젯 엔진의 초음속 흡입구를 개념 설계하고 보다 넓은 범위의 운영조건에서 안정적인 성능을 내도록 블리딩 유동제어 연구를 수행하였다. 초음속 흡입구의 성능을 개선시키기 위해서는 충격파 안정성, 충격파-경계층 상호작용 및 유동 박리를 적절히 제어할 수 있어야 한다. 비점성 해석을 통해 얻어진 1차 기초설계 형상으로부터 점성을 고려하여 충격파의 강도와 경계층 및 박리의 효과가 반영된 2차 수정설계를 수행하였다. 그 결과 설계조건에서 충격파가 안정화되고 목표 흡입 유량을 만족하는 형상을 얻었다. 흡입구가 탈 설계조건 내에서도 성능이 유지되도록 하기 위해 블리딩을 적용하였다. 질량유량 경계조건을 이용하여 블리딩 효과를 모델링 하였으며 위치와 개수를 조절해가며 성능변화를 관찰하였다.

• 한국항공우주학회지
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• 제31권7호
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• pp.94-99
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• 2003

액체로켓엔진의 연소 안정성 평가를 위한 압력 교란 장치인 펄스건은 내재된 화약 폭발시 충격파를 유도관을 통해 엔진 연소기 내부로 전달 발생시키게 된다. 본 연구에서는 펄스건 특성에 영향을 주는 여러 가지 인자 중 화약 충진량에 의한 충격파 특성 파악을 위해 KSR-III 주 엔진과 같은 직경 크기를 갖는 모사 챕버를 이용하였다. 펄스건 출구에서 발생하는 충격파는 축대칭의 균일한 형상의 세기를 지니고 있으며 전체적인 세기 분포는 챔버 내의 압력에 따라 변화함을 확인하였다. 펄스건의 충격파는 상온 상태 조건에서 챔버내의 공명 주파수를 가진하는 것으로 보아 실제 연소장에서도 충분한 압력 교란을 제공할 수 있을 것으로 보인다. 가장 중요한 점은 펄스건에 의해 발생하는 초기 압력 최대 값이 화약 충진량의 크기에 비례하는 경향을 보인다는 것이다.

• 한국항공우주학회지
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• 제38권9호
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• pp.856-861
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• 2010

본 연구에서는 하이브리드 과학로켓의 공력특성을 파악하고 정적 세로 안정성에 대한 판단을 하기 위해서 초음속 풍동실험을 하였다. 과학로켓의 10% 축소모델에 대해서 마하수 1.75~2.5, 받음각 $0^{\circ}{\sim}6^{\circ}$의 조건에서 실험을 수행하였으며, 4분력 내장형 밸런스를 사용하여 실험모델의 공력과 모멘트를 측정하였다. 측정된 자료를 바탕으로 로켓의 안정성을 판단하였으며, 로켓의 길이효과를 분석하기 위하여 길이가 다른 3개의 모델에 대하여 실험을 수행하였다. 또한, 쉴리렌 광학장치를 이용하여 초음속 비행 시 발생하는 충격파를 가시화하고 속도 및 받음각 변화에 따른 충격파의 변화를 관찰하였다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2006년도 학술발표회 논문집
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• pp.1732-1736
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• 2006

여수로는 월류시 한계류 상태와 고유속의 사류상태가 복합적으로 일어나는 복잡한 흐름형태를 가지고 있어 여수로의 단면설계시 수리적인면뿐만 아니라 구조적인 측면에서도 안정해야 하며 경제성이 고려되어야 한다. 그래서 고유속의 흐름을 갖는 여수로에 축소부를 고려할 경우 충격파에 의한 수위상승과 하류의 흐름 교란 등 수리학적인 불안정이 발생하기 때문에 설계시 경제적인 장점이 있음에도 불구하고 단면축소부를 고려하여 여수로를 설계하는 것은 현실적으로 많은 어려움이 있다. 본 연구에서는 단면축소를 고려한 여수로 설계를 위하여 3차원 수치모형인 Flow-3D를 이용하여 충격파로 인하여 발생하는 교차파 저감을 모의하기 위하여 수치실험을 실시하였다. 교차파 저감을 위해 축소부내에서 교차파가 발생하도록 축소부의 각도는 유입흐름 특성을 고려하여 적정하게 설정하였다. 수치실험결과 축소부의 각도가 작을수록 첫번째 교차파의 수위는 크게 발생하지 않으나 단면축소후 교차파가 하류로 전파되어 불안정한 흐름이 연속적으로 발생하고, 과대하게 설정할 경우 첫번째 발생하는 교차파에 의해 중앙부의 수위가 크게 상승하는 결과를 보였다. 또한 본 연구에서는 축소부단면내 회절판(diffractor) 설치전 후의 수리학적 거동을 모의하여 회절판의 흐름개선 효과를 검증하였다.

• 한국추진공학회:학술대회논문집
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• 한국추진공학회 1998년도 제11회 학술강연회논문집
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• pp.15-15
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• 1998

마하 수 6 이상인 극초음속 비행에는 스크램제트(SCRamjet : Supersonic Combustion Ramjet) 엔진이 가장 적합한 엔진으로 알려져 있고 현재 미국을 중심으로 이 엔진의 개발에 많은 노력을 기울이고 있다. 스크램제트 엔진의 성공적인 개발을 위해서는 초음속 공기 내에서 연료의 분사를 통한 가장 효율적인 연소를 유도할 수 있어야 한다. 초음속 상태의 공기와 연료의 혼합을 증대시키고 연소안정성을 향상시키는 방법으로 연소기 내에 인위적으로 경사충격파를 발생시키는 방안이 Marble 등에 의해 최초로 도입되었다. 본 연구에서는 스크램제트엔진 내의 연소기를 모델링하여 마하수 2.5의 초음속공기 유동 중앙에 수소 제트를 분사하여 초음속 수소-공기 화염을 만들고 연소기의 측면에 동일한 모양과 크기의 쐐기를 각각 부착시켜 평면 경사충격파를 발생시켰다 본 실험은 충격파가 초음속 화염에 미치는 영향을 연구한 최초의 실험연구이다.