• 한국항공우주학회지
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• 제42권8호
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• pp.640-647
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• 2014

추진기관 배기 플룸의 적외선 복사(Infrared radiation :IR) 신호는 항공기 생존성에 영향을 미치는 주요 요인이다. 항공기의 생존성 향상을 위해 IR 감소 설계 기술이 적용된 추진기관의 정확한 IR 신호 예측이 필요하다. 본 연구는 유동 및 열전달 해석 코드를 이용하여 노즐 내부, 외부 자유류, 플룸 영역의 열유동장을 수치 해석하였다. 비회색가스의 특성을 효율적으로 해석하는 좁은밴드 기반의 재조합 회색가스가중합법을 적용하여 항공기 플룸에서 방사되는 파장별 IR 신호를 계산하였다. 개발된 프로그램의 정확성과 신뢰성을 확보하고자 1차원 모델에 대한 검증을 거친 후 항공기 추진기관의 열유동장 및 파장별 IR 신호 해석을 수행하였다. 해석을 통하여 상대적으로 플룸 내부에서 IR 복사강도가 높은 것을 확인하였고 온도, 분압, 화학종에 따라 다른 파장별 IR 신호 특성을 파악하였다. 노즐 출구 부근에서는 노즐 벽면의 고체 방사로 인하여 파장별 IR 복사강도가 연속적으로 나타났다.

• 항공우주기술
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• 제8권1호
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• pp.17-25
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• 2009

복사전달식에서 흡수 계수의 정확한 계산은 액체 엔진 저부의 단열재 설계의 입력 값으로 사용되는 플룸의 복사 열전달을 예측하는데 매우 중요하다. 이를 위해서 가스 흡수 계수를 직접 모델링 할 수 있는 WNB 모델을 중요 인자의 선정을 위주로 설명하였고, 그 결과를 비교적 정확한 기준 값을 제공하는 SNB의 결과와 비교하였다. 비교 인자들은 총 방사율, 좁은밴드 복사강도 및 총 복사강도이며, 결과적으로 방사율의 경우 주어진 조건에서 3.1% 이내, 총 복사 강도역시 5%이내의 계산결과를 보여 이 모델의 타당성을 확인할 수 있었다. 추가적으로, 액체 엔진의 연소가스들의 성분비를 예측하고 이 조건에 대한 가스모델링 인자를 계산하여 데이터베이스를 구축하였다.

• 대한기계학회논문집B
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• 제24권4호
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• pp.533-542
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• 2000

Analytical experiments to determine the line-of-sight temperature distribution is conducted by using spectral radiation intensities. For this study, fourteen narrow bands of $25cm^{-1}$ interval in $CO_2\;4.3{\mu}m$ band ($2,050cm^{-1}$ to $2375cm^{-1}$) are selected. The applied system is a one-dimensional gas slab filled with 100% $CO_2$ gas at 1 atm. Two types of temperature profile are tested; parabolic and boundary layer types. Three kinds of radiation calculation are used in the iteration procedure for the temperature inversion; LBL(Line by Line), SNB(Statistical Narrow Band) and WNB(WSGGM. based Narrow Band) models. The LBL solution shows perfect agreement while some error of temperature prediction is caused by radiation modeling error when using SNB and WNB models. The inversion result shows that the WNB model may be used more accurately in spectral remote sensing techniques than the traditional SNB model.

• 한국항공우주학회지
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• 제44권7호
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• pp.568-575
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• 2016

항공기로부터 방사되는 IR 신호(Infrared : IR)는 전투 생존성 관점에서 예측과 분석이 필요하다. 본 연구에서는 배기 플룸에서 발생하는 IR 신호에 대해 IR 탐지기 관점에서 신호 예측을 수행하였다. 복사 데이터베이스와 이를 활용하는 Line-By-Line 기법을 적용하여 복사 물성치를 해석하고 이를 바탕으로 1차원 Line Of Sight(LOS)에 대해 복사 강도를 해석하였다. 상용 프로그램을 이용하여 노즐의 배기 플룸 열유동장을 해석하였고, 이 플룸 열유동장에 IR 탐지기 관점에서 서로 다른 탐지 각도에 대한 LOS를 설정하여 이에 대한 IR 신호 해석을 수행하였다. 해석을 통해 플룸 내부의 국부적으로 높은 온도 영역을 지나는 LOS에서 강한 IR 신호가 확인되었다. 또한 노즐 벽면을 포함한 LOS에서 가장 강한 IR 신호가 확인되었으며, 이를 통해 고체 벽면에 의한 복사 방사가 IR 신호에 큰 영향을 미치는 것을 확인하였다.

• 대한기계학회논문집B
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• 제23권5호
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• pp.628-636
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• 1999

This work describes the low-resolution spectral modeling of the water vapor, carbon dioxide and their mixtures by applying the weighted-sum-of-gray-gas-gases model (WSGGM) to each narrow band. Proper modeling scheme of gray gas absorption coefficients vs temperature relation is suggested. Comparison between the modeled emissivity calculated from this relation and the 'true' emissivity obtained from the high temperature statistical narrow band parameters is made for a few typical narrow bands. Low resolution spectral intensities from one-dimensional layers are also obtained and examined for uniform, parabolic and boundary layer type temperature profiles using the obtained WSGGM's with several gray gases. The results are compared with the narrow band spectral intensities obtained by a narrow band model-based code with Curtis-Godson approximation. Good agreement is found between them. Data bases including optimized modeling parameters and total and low-resolution spectral weighting factors are developed for water vapor, carbon dioxide and their mixtures. This model and obtained data bases, available from the authors' Internet site, can be appropriately applied to any radiative transfer equation solver.

• 대한기계학회논문집B
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• 제20권10호
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• pp.3371-3380
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• 1996

각종 노(furnace)를 포함하여 보일러, 가스터빈, 우주선 추진기구, 원자로 및 연료전지 등 고온이 열전달 문제를 다루는데 있어서 복사 열전달 연구는 매우 중요하다. 이러한 복사열전달에 대한 연구동향은 최근 복사 물성치(특히 가스에서의)를 예측하기 위한 이론 모델의 개발 및 측정분야와 복사전달 방정식의 해를 비교적 간단하게 구하기 위한 근사해법에 대한 연구로 크게 대별되고 있다. 이러한 두가지 연구방햐은 완전히 분리, 독립되어 있는 것은 아니며 서로 많은 연관성을 가지고 있다. 특히, 비회체가스(nongray gas)의 복사 성질에 대한 모델링은 근사 해법의 계산결과에 큰 영향을 미치게 되므로 가스의 복사 성질의 예측은 매우 중요한 연구 과제가 된고 있다. a Low resolution spectral modeling of water vapor is carried out by applying the weighted-sum-of-gray-gases model (WSGGM) to a narrow band. For a given narrow band, focus is placed on proper modeling of gray gas absorption coefficients vs. temeprature relation used for any solution methods for the Radiative Transfer Equation(RTE). Comparison between the modeled emissivity and the "true" emissivity obtained from a high temperatue statistical narrow band parameters is made ofr the total spectrum as well as for a few typical narrow bands. Application of the model to nonuniform gas layers is also made. Low resolution spectral intensities at the boundary are obtained for uniform, parabolic and boundary layer type temeprature profiles using the obtained for uniform, parabolic and boundary layer type temperature profiles using the obtained WSGGM's with 9 gray gases. The results are compared with the narrow band spectral intensities as obtained by a narrow band model-based code with the Curtis-Godson approximation. Good agreement is found between them. Local heat source strength and total wall heat flux are also compared for the cases of Kim et al, which again gives promising agreement.

• 한국추진공학회지
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• 제24권5호
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• pp.34-42
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• 2020

현대 항공전에서 적외선 신호는 상대방 탐지에 있어 중요한 역할을 하며, 생존성 및 스텔스성 향상을 위해 저감되어야 한다. 특히 항공기 엔진 후류에서 발생하는 적외선 신호는 높은 강도를 가지며 파장이 짧아 대부분의 열 추적 미사일이 이러한 신호를 따라 탐지하게 된다. 이에 따라 본 연구에서는 엔진 후류에서 발생하는 Gas radiation 신호 측정 및 특성 분석을 수행하였다. 실제 항공기 터보팬 엔진을 모사하기 위해 마이크로 터보제트 엔진을 구성하였으며, 바이패스 비 조절을 통한 적외선 신호 저감 특성을 파악하였다. 이를 통해 각 파장 별 적외선 신호 특성을 분석하고 신호 저감 기술들에 대한 검증을 수행한다.