• 한국전산유체공학회지
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• 제16권3호
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• pp.15-21
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• 2011

Aerothermodynamic flowfields of aircraft engine nozzles are computationally investigated at various flight conditions for infrared signature analysis. A mission profile of subsonic unmanned combat aerial vehicle is considered for the case study and associated engine and nozzles are selected through a performance analysis. Computational results of nozzle and plume flowfields using a density-based CFD code are analyzed in terms of thrust, maximum temperature, length and optical thickness of plume. It is shown that maximum temperature, length, and optical thickness of nozzle plume increase for lower altitude and higher Mach number.

• 한국항공우주학회지
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• 제45권11호
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• pp.932-938
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• 2017

플라자마의 거동을 오일러리안 격자와 라그랑지안 입자를 혼합하여 해석하는 Particle-in-cell 기법을 적용하여 간략화된 홀추력기를 해석하였다. 본 연구는 중성입자, 이온입자 뿐만 아니라 전자도 라그랑지안 기법으로 개별추적 계산하기 때문에 message passing interface 기법을 이용해 대용량 계산이 가능한 병렬클러스터링을 적용하였다. 계산에 앞서 일정한 벡터의 자기장에서 전자군의 나선형 거동을 해석하였고, 절대해와 일치함을 확인하여 코드를 검증하였다. 실린더 내부에 반경방향으로 일정한 자기장과 축방향으로 일정한 전기장을 고정시켜 플라즈마의 거동을 PIC 모델을 이용하여 해석하였다. 반응 실린더 내부에 전자가 로렌츠 힘에 의해 이중나선을 그리며 구속되는 현상이 잘 포착되었고, 고속 회전하는 전자와 주입된 중성입자가 충돌하여 이온화 되었고, 대전된 입자가 축방향의 전기장에 의해 급 가속하는 현상 또한 잘 모사되어 플라즈마의 플룸 거동을 모사하였다.

• 한국항공우주학회지
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• 제45권9호
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• pp.766-774
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• 2017

달착륙선 하강엔진에서 사출된 배기가스가 월면과 충돌할 때 배기가스와 월면과의 상호작용으로 인해 월면에 분포되어 있는 표토가 분산된다. 이때, 분산된 표토입자가 착륙선과 충돌할 경우 성능 저하 등과 같은 역효과를 야기할 수 있다. 따라서 본 연구에서는 달착륙 엔진의 배기가스 거동을 전산유체해석을 통해 예측하고자 하였다. 하강엔진의 노즐내부 영역은 Navier-Stokes 방정식 기반의 연속체 유동 모델을 이용하여 해석하였으며, 노즐 외부 배기가스 거동은 연속체 유동 모델과 직접모사법(DSMC)을 적용하여 해석한 결과를 각각 비교 및 분석하였다. 이를 통해 진공환경에서 달착륙선 하강엔진에 대한 최적의 배기가스 해석 절차를 수립할 수 있었으며, 차후 한국형 달착륙선 개발에 충분히 활용할 수 있을 것으로 기대된다.

• 한국추진공학회지
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• 제19권2호
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• pp.55-64
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• 2015

본 연구에서는 75톤급 추진기관 시험설비 화염유도로 설계안에 대한 열적 안전성 및 연소가스의 안전한 배출을 평가하기 위하여 3차원 화염냉각해석을 수행하였다. 화염과 냉각수 간의 열전달 및 상변화 과정을 모사하기 위하여 Mixture 다상모델을 적용하였으며, 단일 화학종 비반응 플룸모델을 이용한 화염냉각해석을 수행하였다. 본 해석결과를 통하여 냉각수 유량에 따른 화염유도로 벽면에서의 최고 온도값을 예측하였으며, 또한 콘크리트 내화온도에 해당하는 최소 냉각수 유량을 도출하였다.

• 대한기계학회:학술대회논문집
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• 대한기계학회 2007년도 춘계학술대회B
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• pp.2862-2867
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• 2007

The steady non-reacted compressible flow field in a symmetric micro-thruster, which is used for the accurate attitude control of a satellite, is analyzed varying the nozzle pressure ratio (NPR) to investigate the plume characteristics. The nozzle throat diameter is 0.06 inch and the area ratio is 56. The recirculation region is found just behind the normal shock at the several NPRs due to the locally adverse pressure gradient along the nozzle centerline when the environmental pressure is atmospheric. This phenomenon, the cause of flow loss, is similar to the flow behind a blunt body. As NPR increases the location of Mach disk, characteristics of the normal shock, moves downstream and its strength increases. The Mach number distribution appears in a wave-type patter after the normal shock because oblique shocks are reflected on the shock boundaries especially when NPRs are very high.

• 한국건축시공학회:학술대회논문집
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• 한국건축시공학회 2008년도 춘계 학술논문 발표대회
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• pp.11-14
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• 2008

A study on the fire and smoke behavior on experiments and analysis through STAR-CD in using about behavior analysis of the smoke. Kerosene of 3L in using on the experimental garden of 30cm in diameter same applies to heat release rate(HRR), buoyant force by Plume can be calculated at a rate of 1m/s. The result of experiment in average of velocity were 0.29m/s, and interpreted result were 0.28m/s. Besides, it is proved by interpreted that behavior of smoke movement can be not observed in the experiment. After smoke is Plume increased, ceiling-jet in formation being descend in smoke layer will be more thick smoke layer, and then vertical wall is collapsed in formation of wall-jet being descend. It is defined that smoke layer is more thick through descending course in wall-jet and ceiling-jet.

• 한국추진공학회:학술대회논문집
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• 한국추진공학회 2012년도 제38회 춘계학술대회논문집
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• pp.570-573
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• 2012

고고도 모사를 위한 축소형 디퓨저의 성능특성을 파악하기 위해 수치적 연구를 수행하였다. 입구길이를 노즐 출구직경과 비교해 0%, 50%, 100%로 변화시켰고, 디퓨저 목의 길이는 디퓨저 목의 직경과 비교해 3, 5, 7, 8, 12로 다양화하여 수치해석하고 실제 모사실험 값과 비교하였다. 그 결과 디퓨저의 입구길이가 짧아질수록 plume의 형상은 수축되었다. 또한, 디퓨저의 이차목 길이가 디퓨저 지름의 최소 7~8배보다 작으면 내부에 마하디스크가 형성되어 압력의 급격한 상승을 일으킨다.

• 한국추진공학회지
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• 제16권2호
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• pp.51-57
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• 2012

고속의 제트에서 기저압력은 유체역학 및 실용적 공학 적용의 관점으로 매우 중요한 분야중의 하나로 다루어져 왔다. 현재까지 비압축성 유동의 기저압력 특성들은 비교적 상세하게 알려져 있다. 하지만 천음속 혹은 초음속에서의 기저압력은 압축성 효과 및 충격파 발생으로 인해 매우 다르게 나타난다. 본 연구에서는 이러한 천음속 혹은 초음속에서의 기저압력특성에 관한 이해를 위해 선행된 실험 연구 결과를 바탕으로 수치해석적 연구를 수행하였다. 간단한 오리피스를 사용하여 기저 압력 조절하는 것에 주안점을 두었다. 기저 압력에 영향을 미치는 유동변수의 적용으로 여러 형태의 초음속 제트 플룸을 분석하였다. 선행된 실험결과를 모사하여 수치해석 기법의 타당성을 조사하였으며, 계산된 기저압력과 오리피스의 유출계수에 관하여 논의하였다.

• 한국항공우주학회지
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• 제43권3호
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• pp.204-212
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• 2015

표적 대상 항공기의 적외선 lock-on range는 항공기의 생존성을 결정하는데 있어 중요한 요소이다. 본 연구에서는 무인항공기의 엔진 노즐 형상이 lock-on range에 미치는 영향에 관한 이론적 연구를 수행하였다. 이를 위해 가상 아음속 항공기의 임무 요구조건과 엔진 성능분석을 통한 형상 변형노즐을 고려하였다. 먼저 열유동장과 노즐 표면 온도분포를 해석한 다음, 적외선 신호 해석을 수행하였다. 또한 대기전파 모델인 LOWTRAN 코드를 이용하여 고도와 계절변화에 따른 대기투과율을 계산하였다. IR 유도 미사일의 센서 특성값을 가정하여 여러 노즐형상에 대한 lock-on 및 lethal envelope 계산을 수행하였다. 높은 세장비를 갖는 변형노즐의 경우 최대 55.3%의 lock-on range 감소가 가능한 것으로 나타났다.

• 한국항공우주학회지
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• 제46권2호
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• pp.150-158
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• 2018

항공기 추진기관의 적외선 저감기술을 개발할 목적으로 축소모델인 마이크로 터보제트 엔진의 열유동장에 대한 전산해석 및 실험적 연구를 수행하였다. 이를 위해 원형의 기본노즐과 세장비에 따른 5개의 사각형 형상변형 노즐을 고려하였다. 먼저 엔진 성능 분석을 통하여 전산해석을 위한 계산조건을 도출하였다. 또한 전동식 온도 측정 장치를 이용하여 노즐의 정 후방 특정 위치별 열유동장 분포를 측정하였다. 세장비가 5인 사각 노즐의 추력손실은 원형노즐 대비 약 1.8%이었으며, 노즐 출구의 세장비가 커짐에 따라 추력은 대체적으로 감소하는 경향을 확인하였다. 열유동장의 경우, 세장비가 커짐에 따라 해석에 비해 실험에서 배기 플룸이 더 넓게 형성되었다.