• 대한기계학회논문집B
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• 제20권7호
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• pp.2315-2325
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• 1996

A compression wave is attenuated or distorted as it propagates in a tube. The present study investigated the propagation characteristics of the compression waves which are generated by a train in a high-speed railway tunnel. A Total Variation Diminishing (TVD) difference scheme was applied to one-dimensional, unsteady viscous compressible flow. The numerical calculation involved the effects of wall friction, heat transfer and energy loss due to the friction heat in the boundary layer behind the propagating compression wave, and compared with the measurement results of a shock tube and a real tunnel. The present results show that attenuation of the compression wave in turbulent boundary layer is stronger than in laminar boundary layer, but nonlinear effect of the compression wave is greater in the laminar boundary layer. The energy loss due to the frictional heat had not influence on attenuation and distortion of the propagating compression waves.

• 대한기계학회논문집B
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• 제21권9호
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• pp.1095-1104
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• 1997

When a high-speed railway train enters a tunnel, a compression wave is generated ahead of the train and propagates along the tunnel, compressing and accelerating the rest air in front of the wave. At the exit of the tunnel, an impulsive wave is emitted outward toward the surrounding, which causes a positive impulsive noise like a kind of sonic boom produced by a supersonic aircraft. With the advent of high-speed train, such an impulsive noise can be large enough to cause the noise problem, unless some attempts are made to alleviate its pressure levels. For the purpose of the impulsive noise reduction, the present study investigated the effect of a vertical bleed duct on the compression wave propagating into a model tunnel. Numerical results were obtained using a Piecewise Linear Method and testified by experiment of shock tube with an open end. The results showed that the vertical bleed duct reduces the maximum pressure gradient of compression wave front by about 30 percent, compared with the straight tunnel without the bleed duct. As the width of the vertical bleed duct becomes larger, reduction of the impulsive noise is expected to be greater. However the impulsive noise is independent of the height of the vertical bleed duct.

• 대한기계학회논문집B
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• 제21권11호
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• pp.1403-1412
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• 1997

When a high-speed railway train enters a tunnel, a compression wave is generated ahead of the train and propagates through the tunnel, compressing and accelerating the rest air in front of the wave. At the exit of the tunnel, an impulsive wave is emitted outward toward the surrounding, which causes a positive impulsive noise like a kind of sonic boom produced by a supersonic aircraft. With the advent of high-speed train, such an impulsive noise can be large enough to cause the noise problem, unless some attempts are made to alleviate its pressure levels. In the purpose of the impulsive noise reduction, the present study calculated the effect of porous walls on the compression wave propagating into a model tunnel. Two-dimensional unsteady compressible equations were differenced by using a Piecewise Linear Method. Calculation results show that the cavity/porous wall system is very effective for a compression wave with a large nonlinear effect. The porosity of 30% is most effective for the reduction of the maximum pressure gradient of the compression wave front. The present calculation results are in a good agreement with experimental ones obtained previously.

• 대한기계학회논문집B
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• 제20권12호
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• pp.4036-4043
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• 1996

When a high-speed railway train enters a tunnel, a compression wave is generated ahead of the train and propagates along the tunnel, compressing and accelerating the rest air in front of the wave. At the exit of the tunnel, an impulsive wave is emitted outward toward the surrounding, which causes a positive impulsive noise like a kind of sonic boom produced by a supersonic aircraft. With the advent of high-speed train, such an impulsive noise can be large enough to cause the noise problem, unless some attempts are made to alleviate its pressure levels. In the purpose of the impulsive noise reduction, the present study tested the effect of porous walls on the compression wave propagating into a model tunnel. Experimental results were obtained using a shock tube with an open end. The results showed that the cavity/porous wall is very effective for the compression wave with a large nonlinear effect. The porosity of 30% is most effective for attenuation and pressure gradient reduction of the compression wave front. Also the impulsive noise reduction increases with increasing the length and height of the cavity, compared with the tunnel equivalent diameter.

• 한국추진공학회지
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• 제14권3호
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• pp.9-15
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• 2010

과팽창 로켓노즐에서 발생하는 충격파 박리패턴의 천이 유동장을 예측하기 위해 축대칭 수치해석적연구를 수행하였다. 비정상, 압축성 N-S 방정식에 k-$\omega$ SST 난류모델을 적용하여, 유한 체적법으로 계산하였다. 종래의 실험적 연구 결과와 비교하였으며, 계산된 결과와 정성적으로 잘 일치하였다. 본 연구의 결과로부터 RSS에서 FSS로 천이할 때 가장 큰 횡력이 발생하며, 이는 비점성 제트 코어 영역에서 발생하는 Vortex ring의 발달로 기인됨을 예측하였다. 또한 엔진 시동과정과 정지과정에서 발생하는 히스테리시스 현상을 잘 모사하였다.

• 한국항공우주학회지
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• 제50권5호
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• pp.297-308
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• 2022

극초음속 영역에서 운용되는 대부분의 극초음속 공기흡입(Air-breathing) 비행체들에 스크램제트 엔진이 탑재되고 있다. 스크램제트(Scramjet) 엔진에서는 일반적인 가스터빈 엔진의 압축기 역할을 흡입구에서 발생하는 충격파가 대신 수행하기 때문에 충격파에 의한 전압력 손실이 매우 중요하게 여겨진다. 본 연구에서는 전압력 손실을 최소화하기 위해 등엔트로피 압축면을 적용한 외부 압축형 흡입구의 설계법을 제시하고, 동일한 조건의 Busemann 흡입구와 3개의 cone 각도를 가지는 외부 압축형 흡입구를 설계하였다. 이후 전산해석을 통해 비설계 조건에 대한 성능 특성을 비교하였다. 각 흡입구 형상은 3단 외부 압축형 흡입구의 길이에 맞춰 truncation을 진행하였으며, 경계층 보정을 수행하였다. 등엔트로피 외부 압축형 흡입구는 3단 외부 압축형 흡입구에 비해 설계점에서는 우수한 성능을 보였으나 일부 비설계 조건에서는 3단 외부 압축형보다 성능이 저하되는 현상이 발생하였다.

• 한국화재소방학회논문지
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• 제29권1호
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• pp.1-6
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• 2015

본 연구에서는 충격반향기법을 이용하여 화해를 입은 고강도 콘크리트의 화재손상정도를 평가하였다. 100 MPa급의 고강도 콘크리트 시편을 제조하여 $100{\sim}800^{\circ}C$의 고온에 2시간 동안 노출한 후 충격반향기법의 응답스펙트럼을 이용하여 시편의 탄성파 속도를 측정하였으며, 이를 이용하여 동탄성계수를 산출하였다. 이후 직접 압축강도 실험을 통해 시편의 잔존압축강도와 정탄성계수를 측정하였다. 실험결과, 노출되는 온도가 높을수록 탄성파의 속도, 동탄성계수, 잔존압축강도, 정탄성계수가 저하되는 경향을 나타냈으며, 탄성파 속도와 압축강도, 동탄성계수와 정탄성계수는 선형적인 상관관계를 나타냈다. 따라서 충격반향기법을 이용하여 화해를 입은 고강도 콘크리트의 화재손상정도를 평가하는 것이 가능하다고 판단된다.

• 대한기계학회논문집B
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• 제41권9호
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• pp.615-622
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• 2017

충격파관에서 발생하는 충격파는 저압관단으로 전파하며, 관단에서 반사한다. 반사 충격파와 경계층의 간섭으로 반사 충격파에 분지가 발생하게 되고, 분지한 반사 충격파는 접촉면과 간섭하며, shock train이 발생하게 된다. 그러나 충격파관에서 발생하는 shock train 현상에 대한 연구는 미흡한 실정이다. 본 연구에서는 2차원 축대칭 충격파관을 사용하여 비정상, 압축성 Navier-Stokes 방정식을 적용한 수치해석을 수행하였으며, shock train의 상세한 특성을 조사하기 위하여, 고정된 압력비에서 충격파관의 길이 및 직경을 변화시켰다.

• EDISON SW 활용 경진대회 논문집
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• 제1회(2012년)
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• pp.77-80
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• 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.

• 한국가시화정보학회:학술대회논문집
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• 한국가시화정보학회 2002년도 추계학술대회 논문집
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• pp.113-116
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• 2002

The shock wave discharged from an annular duct leads to very complicated flow features, such as Mach stem, spherical waves, and vortex rings. In the current study, the merging phenomenon and propagation characteristics of the shock wave are numerically investigated using a CFD method. The Harten-Yee's total variation diminishing (TVD) scheme is used to the unsteady, axisymmetric, two-dimensional, compressible Euler equations. The Mach number of incident shock wave $M_s$ is varied in the range below 2.0. The computational results are visualized to observe the major features of the annular shock waves discharged from the tube. On the symmetric axis, the peak pressure produced by the shock wave and its location depend upon strongly the radius of the annular tubes. A Mach stem is generated along the symmetric axis of the annular tubes.