• Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers B
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• v.41 no.5
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• pp.329-339
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• 2017

Impingement jets have been applied in a wide variety of fields as they provide significantly high heat transfer on the impingement-jet stagnation zone. However, the crossflow in an impingement chamber developed by spent wall jets can disrupt and deflect the downstream jets in the array, leading to a decrease in the cooling performance of an array of impingement jets. A numerical analysis is made of the fluid flow and heat transfer characteristics in a corrugated structure that traps the spent air in the corrugations between impingement jets and reduces crossflow effects on downstream jets. All computations are performed by considering a three-dimensional, steady, and incompressible flow by using the ANSYS-CFX 15.0 code. The effects of the configuration parameters of the corrugated structure on crossflow reduction of the array of impingement jets are presented and discussed.

• Journal of the Korean Society of Propulsion Engineers
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• v.21 no.2
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• pp.83-93
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• 2017

A numerical analysis is made of the fluid flow and heat transfer characteristics in the corrugated structure that traps the spent air in the corrugations between impinging jets to reduce crossflow effects on downstream jets in the array. All computations are performed by considering three-dimensional, steady state, and incompressible flow by using the ANSYS-CFX 15.0 code. Averaged jet Reynolds number is 10,000. The oblique angles of impingement jets on the spanwise section are $70^{\circ}$, $80^{\circ}$, $90^{\circ}$, and the oblique angles of impingement jets on the streamwise section are $70^{\circ}$, $90^{\circ}$, $110^{\circ}$. The investigation focuses on the oblique angle influence of impinging jet array on the fluid flow and heat transfer characteristics of a corrugated structure.

• Proceedings of the Korean Society of Propulsion Engineers Conference
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• 1998.10a
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• pp.27-27
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• 1998

제트에 있어서 유동특성은 제트초기의 생성되는 불안정성이 하류에서의 와류성장에 영향을 끼치게 되기 때문에 중요하게 되며, 와류의 조절을 통해 충돌면에의 열전달 효과의 변화를 가져올 수 있게 된다 따라서 본 연구에서는 FFT를 이용하여 제트의 와류생성과 병합의 주파수 특성을 연구하고, 이에 적절한 주파수로 와류를 여기 하여 자유제트의 유동특성 변화와 이에 따른 충돌 면에서의 충돌제트의 유동 및 열전달 특성을 고찰하였다. 제트의 음향을 통한 여기를 함으로써 생성되는 와류형성 및 병합 특성 변화는 연기열선법(smoke-wire method)과 속도 및 난류강도 특성 결과를 통해 확인 할 수 있었는데, 이는 자연적으로 생성되는 와류의 주파수(고유 주파수)와 관련하여 고유주파수의 조화성분 또는 부조화성분의 주파수를 가함으로써 와류의 병합을 촉진시키거나 억제하는 효과를 나타내기 때문이다.

• Proceedings of the Korean Society of Propulsion Engineers Conference
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• 1997.11a
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• pp.8-9
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• 1997

산업의 발달과 환경에 대한 관심이 높아짐에 따라 고효율, 저공해인 가스터빈의 응용범위가 넓어지고 있는 추세이다. 가스터빈 기관의 효율을 높이기 위해서는 터빈 입구온도를 높이는 것이 필수적인데 이는 재질에 의해 제한 받게 되고 이 때문에 효과적인 냉각방법의 필요성이 대두되었다 충돌제트는 국소적으로 높은 열/물질 전달 효과를 얻을 수 있어서 터빈 블레이드 냉각과 연소기 벽면 냉각에 효과적으로 응용 될 수 있다. 이러한 충돌제트의 냉각효과는 제트출구의 초기조건에 매우 민감한데 Kelvin-Helmholts 불안정은 불안정한 자유전단층에서 자연적인 와류생성(roll up)과 개개의 와류고리 형성의 원인이 되고 이 고리의 성장과 병합(pairing)은 제트의 유동특성에 상당히 영향을 미친다. 제트주위에 생성되는 이러한 와류에 의해 제트중심에서 속도와 난류강도가 변하게 된다. 이러한 제트초기의 불안정성은 하류에서의 와류성장에 영향을 끼치기 때문에 와류의 조절에 의한 충돌 면에의 열 전달 효과 상승을 기대할 수 있다. 이 조절방법은 크게 두 가지로 나눌 수 있는데 하나는 제트주의 환형관에 이차유동을 가하여 와류를 직접 제어함으로써 자유전단류(free shear layer flow)의 안정성 원리를 이용하여 열 전달을 촉진하는 것이고 다른 하나는 음향여기(acoustic exitation)를 사용하여 제트주위의 와류형성을 조절하는 것인데, 자연적으로 형성되는 와류의 주파수(와류의 고유주파수)나 부조화 주파수(subharmonic)로 음향여기 시키는 경우 제트 주위 와류는 더욱 증폭되고 그렇지 않은 경우 제트주위 와류의 형성이 억제되어 더 긴 제트코어의 길이 및 제트코어 주위에서 작은 크기의 와류들이 형성된다.

• Journal of the Korean Society of Propulsion Engineers
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• v.8 no.1
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• pp.8-15
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• 2004

Supersonic jets impinging on $60^{\cire}$ wedge were investigated to obtain fundamental design data for jet deflector It was of interest to study flow phenomena such as shock interaction and separation induced by shear layer. Experiments using supersonic cold flow system were conducted for Schlieren flow visualization and measurement of surface pressure. Numerical results were compared with the experimental results. The major parameters are underexpansion ratio, distance from nozzle to apex and design Mach number. Flow conditions were obtained for the wedge shock to attach on or detach from the wedge. The dominant feature of flow-field is shock pattern induced by the Interaction between the wedge shock and the barrel shock.

• Journal of the Korean Society of Propulsion Engineers
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• v.4 no.3
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• pp.11-18
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• 2000

When supersonic underexpanded jets are exhausted from the nozzle, complex shock cell configurations such as barrel shock, expansion fan, Mach disc, and exhaust-gas jet boundary are appeared repetitively. The shock cell is smeared by turbulence dissipation and disappeared in long distance from the nozzle. When underexpanded jet is suddenly impinged on a flat plate, it forms very complex flow structure. In this paper, we solve compressible Wavier-Stokes equation adapting finite volume method to obtain jet impingement flow structure and compare calculated data with experimental ones. It is shown that numerical simulation data are in good agreement with experimental one in a short distance between nozzle exit and flat plate and little influence of underexpanded ratio is appeared in jet impingement now distribution.

• Proceedings of the Korean Society of Propulsion Engineers Conference
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• 2000.04a
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• pp.20-20
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• 2000

초음속 과소팽창 제트는 베럴충격파(Barrel shock), 팽창파(Expansion fan), 반사충격파(Reflected shocks), 마하디스크(Mach disc), 그리고 제트경계면(Exhaust-gas Jet boundary)로 이루어지는 여러 충격파 셀(Shock ceil)의 유동 형태를 나타난다. 이러한 초음속 과소팽창 제트가 수직 평판에 충돌하면 초음속 자유 제트와는 다른 변형된 유동장이 형성된다.

• Proceedings of the Korean Society of Propulsion Engineers Conference
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• 2002.04a
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• pp.44-45
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• 2002

일반적으로 노즐이나 오리피스로부터 방출되는 초음속 단일 자유제트 유동의 경우, 제트내부에서 발생하는 충격파 시스템이나, 제트경계의 형상 그리고 제트코어의 길이 및 초음속 영역의 길이 등은 종래의 연구로부터 비교적 잘 알려져 있다. 이들 연구에 의하면, 제트의 압력비가 어느 정도 증가하게 되면, 노즐 하류에서 제트내부에는 마하 디스크가 발생하게 되며, 제트유동은 압축과 팽창을 반복하는 구조로 된다. 또 노즐 출구로부터 마하 디스크까지의 거리와 마하 디스크의 직경 등은 노즐의 압력비의 함수로 주어진다고 알려져 있다.

• Journal of the Korean Society of Propulsion Engineers
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• v.2 no.3
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• pp.10-19
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• 1998

When an under-expanded supersonic jet impinges on an inclined flat surface, a complex flow structure is established due to the intersection between the flat surface and the shock system of the free jet. This study reports on an experimental results of flows due to under-expanded axisymmetric sonic jets impinging on flat plate. Plate inclination from $60^{\cire}$~$90^{\cire}$ were investigated by means of detailed measurements of the surface pressure and schlieren photograph and surface flow visualization. The schlieren photograph are consistent with the pressure distribution and the surface flow visualization pictures are clearly related to the pressure distributions. The maximum wall pressure is found to be large on the inclined plate than on the perpendicular plate.

• Proceedings of the KSME Conference
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• 2005.11a
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• pp.90.2-90.2
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• 2005