• 한국추진공학회지
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• 제18권5호
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• pp.43-53
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• 2014

충격파 터널은 초음속 및 극초음속 비행조건의 유동장을 지상에서 가장 유사하게 모사할 수 있는 시험설비로서, 거의 반세기 동안 전 세계적으로 유용하게 운용되고 있다. 국내의 극초음속 비행체에 대한 많은 관심의 결과로 충격파 시험장치에 대해 주목하고 있으며, 최근에 KAIST에서는 중간 크기의 충격파 터널을 갖추게 되었다. 본 논문은 개발된 충격파 터널의 성능과 최근 수행된 모델 스크램제트 시험자료를 제시하고 있다. 본 연구에서 모사된 자유흐름 유동조건은 마하수 5.7 비행속도에 해당하며, 이러한 비행조건에서 스크램제트의 초음속 연소기내에 유동 환경을 모사하였다.

• 한국추진공학회지
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• 제25권6호
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• pp.20-28
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• 2021

극초음속 유동 시험에 활용되고 있는 충격파 터널 등은 원하는 시험 조건을 얻기 위해 격막의 파열 압력비를 맞추어 운용한다. 주로 금속 재질로 이루어진 격막은 정확한 압력비를 맞추기 위해 특정 형태로 가공하거나 강제 파열 장치를 사용하여 개방한다. 격막의 개방 과정은 수백 microsecond 동안 파열과 변형을 통해 이루어지는데, 동일한 압력비에서도 개방 정도와 개방 소요 시간에 따라 시험 조건이 달라질 수 있을 것으로 예상된다. 본 연구에서는 격막의 두께 및 재질 차이를 반영할 수 있는 파열모델을 적용하여 수치 해석을 수행하고 충격파의 형성과 정체 조건의 특성에 대해 살펴보았다. 격막 파열로 인해 생성된 충격파의 속도는 격막 개방 속도에 비례하였으며, 격막의 최종 개폐율 및 소요 시간에 따라 저압관 끝단에 형성되는 정체 압력과 시험 시간에 차이가 나타나는 것을 확인할 수 있었다.

• 한국추진공학회:학술대회논문집
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• 한국추진공학회 2008년도 제30회 춘계학술대회논문집
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• pp.307-311
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• 2008

호주의 T4 충격파 터널을 이용하여 모델스크램제트 엔진의 지상시험을 수행하였다. 시험조건은 마하 7.6 고도 31km로 두었으며 연료유량, 공동보염기, 카울형상 변화에 따른 영향을 고찰하였다. 연료유량에 따라 연소기 내부에서 초음속 연소 또는 열질식 현상이 발생하였으며 공동보염기 및 W자형 카울은 연소반응을 더 활발하게 하는 것으로 나타났다.

• 기계저널
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• 제34권10호
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• pp.796-807
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• 1994

이 글에서는 고속철도 터널에서 열차에 의해 발생하는 압축파의 특성과 그의 전파거동에 관하여 기술하였다. 또 터널내에서 발생한 압축파가 터널 출구에서 충격음(미기압파)으로 방출되어 주 변의 환경에 큰 영향을 미치고 있다는 문제점을 지적하였으며, 이러한 소음의 발생 메카니즘과 소음의 저감 및 제어방법에 대하여 개괄적으로 기술하였다.

• 한국항공우주학회지
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• 제46권8호
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• pp.652-661
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• 2018

고속 고온 유동에서 나타나는 고온 기체 현상을 모사하기 위해서는 마하수뿐 아니라 절대속도도 재현할 수 있어야 한다. 이러한 유동을 초음속 유동과 구분하여 극고속 유동이라 부르며, 충격파 터널과 같은 고엔탈피 시험 장치를 통해 연구가 이루어지고 있다. 그러나 이러한 고엔탈피 시험 장비는 높은 온도와 압력 때문에 노즐에서 열화학적 비평형 현상을 경험하게 되며 기존의 이론적 방법으로 그 실험 조건을 규정하기 어렵다. 이에 본 연구에서는 알려진 비평형 노즐 코드의 단점들을 보완하고 충격파 터널의 운용 조건에서 시험부 유동 특성을 빠르게 예측하기 위하여 열화학적 비평형을 고려한 준 1차원 노즐 해석 코드를 개발하였다. 개발된 코드는 시험 결과 및 2차원 축대칭 해석 결과와 비교를 통하여 충격파 풍동 시험부 유동 조건 예측을 위한 활용성 및 한계를 살펴보았다.

• 한국추진공학회:학술대회논문집
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• 한국추진공학회 2007년도 제29회 추계학술대회논문집
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• pp.267-270
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• 2007

한국항공우주연구원은 호주 University of Queensland(UQ)와 2006년 10월 스크램제트 엔진 성능시험 계약을 체결하고, 2007년 6월 UQ의 T4 Free Piston shock tunnel에서 마하 7.6, 고도 31.2 km 조건에서 스크램제트 엔진의 지상 성능시험을 수행하였다. 본 논문에는 T4 충격파 터널의 구조 및 데이터 취득 기법에 대하여 정리하였다.

• 한국항공우주학회지
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• 제48권7호
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• pp.489-495
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• 2020

충격파 터널에서 항력 측정을 위하여 가속도계 기반 시스템을 설계 및 구축하고, 마하 6 유동조건에서 원뿔형 모델의 항력계수를 측정하였다. 항력 측정 시스템의 마찰력을 보정하기 위하여 간단하고 직관적인 교정 방식을 제시하고, 항력 측정 결과를 단순 원뿔형 모델의 전산유체역학 해석 결과와 비교, 분석하였다. 다양한 형상의 지지대를 이용하여 지지대에 의한 항력 측정 간섭 영향을 파악하고 이를 최소화하기 위한 디자인을 제시하였다. 수정된 지지대를 이용하여 항력계수를 측정한 결과, 지지대에 의한 항력계수 오차가 작아지는 것이 확인되었다.

• 한국추진공학회지
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• 제22권5호
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• pp.97-106
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• 2018

본 논문은 충격파 터널을 이용한 이중압축램프 흡입구 형상의 모델 스크램제트 시험에서 나타난 기술적 난제 및 그 해결 방안들을 정리하였다. 시험 설비 불시동, 격막 파편에 의한 유동 교란 및 모델 손상, 다중 분사에 따른 연료 제트 미발달, 그리고 짧은 시험 시간이 이에 해당한다. 파악된 기술적 난제들을 해결한 이후, 개선된 결과를 쉐도우그래프 이미지 및 저압관 끝단 전압력 측정 결과를 통해 확인하였다.

• 대한기계학회논문집B
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• 제21권10호
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• pp.1294-1302
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• 1997

For the purpose of investigating the impulsive noise at the exit of high-speed railway tunnel and the pressure transients inside the tunnel, experiments were carried out using a shock tube with an open end. A great deal of experimental data were obtained and explored to analyze the peak pressures and maximum pressure gradients in the pressure waves. The effects of the distance and cross-sectional area ratio between two-continuous tunnels on the characteristics of the pressure waves were investigated. The peak pressure inside the second tunnel decreases for the distance and cross-sectional area ratio between two tunnels to increase. Also the peak pressure and maximum pressure gradient of the pressure wave inside the second tunnel increase as the maximum pressure gradient of initial compression wave increases.

• 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.