• 한국추진공학회:학술대회논문집
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• 한국추진공학회 2006년도 제26회 춘계학술대회논문집
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• pp.367-370
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• 2006

This paper deals with the modeling and simulation of the internal flowfield in a valveless airbreathing pulse detonation engine (PDE) currently under experimental development at the U.S. Naval Postgraduate School. The system involves no valves in the airflow path, and the isolation between the inlet and combustor is achieved through the gasdynamics in an isolator. The analysis accommodates the full conservation equations in axisymmetric coordinates, and takes into account variable properties for ethylene/oxygen/air system. Chemical reaction schemes with a single progress variable are implemented to minimize the computational burden. Detailed flow evolution during a full cycle is explored and propulsive performance is calculated. Effect of initiator mass injection rate is examined and results indicate that the mass injection rate should be carefully selected to avoid the formation of recirculation zones in the initial cold flowfield. Flow evolution results demonstrate a successful detonation transmission from the initiator to the combustor. However, strong pressure disturbance may propagate upstream to the inlet nozzle, suggesting the current configuration could be further refined to provide more efficient isolation between the inlet and combustor.

• 한국수소및신에너지학회논문집
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• 제24권4호
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• pp.326-333
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• 2013

This paper presents the performance enhancement of a double-inlet centrifugal blower by the shape optimization of an inlet duct. Two design variables, a length of anti circulation vane and an angles of inlet guide, are introduced to improve the inlet flow uniformity leading to the blower performance. Three-dimensional Navier-Stokes equations are used to analyze the blower performance and the internal flow of the blower. From the shape optimization of the inlet duct of the double-inlet centrifugal blower, the optimal positions of each design variable are determined. Throughout the analysis of sensitivity, it is found that the angle of the inlet guide is more effective than the length of the anti-circulation vane to increase flow uniformity at the outlet of the duct. Efficiency and pressure for the optimal inlet duct shape are successfully increased up to 3.55% and 3.2% compared to those of reference blower at the design flow condition, respectively. Detailed flow field inside the blower is also analyzed and compared.

• 한국추진공학회지
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• 제17권3호
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• pp.9-14
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• 2013

수소를 연료로 사용하는 마하 5 스크램젯 엔진 모델에 대해 불어내기식 시험 설비를 사용해 연소 시험을 수행했다. 두 가지 모델 형상에 대해 각각 연료가 없는 경우와 두 가지 당량비로 연료를 공급한 경우를 시험했다. 모델 내부의 벽면 정압력을 측정해 시간에 대한 데이터와 시간 평균한 공간적 데이터 분포를 사용해 모델 내부의 유동과 연소 현상을 분석했다. 모델 길이가 짧은 경우는 두 가지 당량비 모두에서 초음속 연소가 일어났다. 모델 길이가 긴 경우는 낮은 당량비에서는 초음속 연소가, 높은 당량비에서는 열질식이 발생하면서 아음속 연소가 일어났다. 이 때 흡입구 불시동은 발생하지 않았다.

• 청정기술
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• 제10권2호
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• pp.89-100
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• 2004

도장부스 수조 내에 부유되는 도장 슬러지의 효율적인 분리를 위한 수조 형상 및 skimmer 설치에 대한 설계를 최적화하였다. VOF 모델을 사용하여 수조 내 도장 슬러지-물-공기 혼합물의 유동형태에 대한 해석을 수행하였고, 해석된 결과를 바탕으로, 수조 내 물로부터 효과적인 슬러지 분리를 위한 도장 부스 수조 내 흡입관, 격판 및 슬러지 유입구의 설치에 대한 최적 설계 기준을 제시하였다. 더 나아가, skimmer 가 수조 내 물에 잠기는 설치조건에 대한 최적화를 통하여 슬러지 흡입 시 공기 혼입 및 압력손실을 최소화 하였다.

• 한국추진공학회지
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• 제13권3호
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• pp.41-49
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• 2009

본 논문은 공기흡입식 추진기관의 고체 로켓 부스터 분리에 관한 수학적 모델링과 시뮬레이션 기법을 기술하였다. 비행체 및 부스터는 하나의 다물체(multi-body)로 고려하였고 부스터는 단지 비행체의 축 방향으로 움직이는 것으로 가정하였다. 비행체 및 부스터의 동적 운동은 Kane 방법에 의해 모델링 되었다. 다양한 부스터 위치에 따라 전체 시스템에 작용하는 공력은 DATCOM 소프트웨어를 사용하여 산출되었으며 부스터 분리 유효 작용면에 작용하는 내부 분리 압력은 일반적인 기체역학 및 Taylor-MacColl 관계식에 의해 산출되었다. 수치적 해석은 Mathworks사의 Matlab이 사용되었다. 해석 결과에 의하면 부스터 분리 동안 마하수 및 받음각 변화 등은 크지 않는 것으로 나타났으며, 실제 시험 장치를 이용한 부스터 분리 시험이 진행될 경우 자세 각 변화, 흡입 유동 특성 등은 무시할 만한 수치임을 확인할 수 있었다.

• 대한기계학회논문집B
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• 제36권10호
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• pp.989-999
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• 2012

이젝터는 고압의 유체를 구동관로에서 분출시켜, 그 주변의 저압기체와 운동량 교환을 통하여 저압의 유체를 보다 높은 압력까지 상승시켜 흡인되는 유체를 이송하는 장치이다. 증기-증기 이젝터는 흡입, 혼합 및 탈수에 널리 사용되고 있다. 그리고 이젝터는 기계적인 작동이 없으므로, 고장이 거의 없다. 또한 이젝터는 유체 관련 시스템의 크기에 관계없이 유체와 관련된 다양한 장소에 용이하게 설치할 수 있어, 정비의 필요성이 거의 없고 비용도 합리적이다. 따라서 본 연구는 단순 압축 또는 진공 설비를 위한 펌프 혹은 기계장치 대안으로 사용되는 이젝터 전체에 적용할 수 있는 기초 자료 제공을 목표로 하였다. 이 목표를 위해 실험만으로 획득할 수 없는 자료를 전산유체역학을 적용하여 분석함으로써 이젝터의 유체역학적 특성에 있어 최적의 설계조건을 제시하였다.

• 한국항공우주학회지
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• 제30권3호
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• pp.37-45
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• 2002

옆미끄럼이 있는 조건에서 LEX를 갖는 $65^{\circ}$ 후퇴각 삼각날개의 와류와 공력 특성을 실험적으로 연구하였다. 자유 유동속도는 40m/sec이고 이 속도와 날개뿌리 시위를 기준으로 한 단위길이당 레이놀즈 수는 $1.76{\times}10^6$이다. 받음각 범위는 $12^{\circ}$ 부터 $28^{\circ}$ 까지 이고, 시험된 옆미끄럼각은 $0^{\circ}$ , $-10^{\circ}$ , $-20^{\circ}$ 이다. 날개의 바람쪽에 있는 LEX 와류는 바람 반대쪽 LEX 와류보다 훨씬 더 강하고 날개면에 더 가깝게 날개 후류영역으로 진입한다. LEX 와류와 날개 와류는 서로 연동하여 집중되고 강한 와류를 형성하거나 날개 하류지역에서 붕괴된다. LEX 와류와 날개 와류의 상호작용으로 인하여 바람쪽 날개면에는 높은 흡입압력이 유지되고, 바람 반대쪽 날개면에는 낮은 흡입압력이 형성된다.

• 한국추진공학회지
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• 제18권3호
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• pp.8-16
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• 2014

본 논문은 옆미끄럼각에 따른 초음속 흡입구 버즈마진의 영향도에 대해 분석하였다. 버즈마진은 비행체 종축면에서 획득한 측정 물리량 기반으로 제어 명령을 산출하는 제어기에 의해 안정화 된다고 가정하였다. 해당 분석은 3차원 CFD를 통해 획득한 결과를 기반으로 수행되었으며, 3차원 CFD 해석 데이터는 종축면의 센서 측정 물리량을 모사하기 위해 사용되었다. 종축면 측정치 기반의 제어시스템에서는 기대하지 않은 횡방향 유동 섭동이 총 받음각의 증가의 결과로 나타나며, 이는 엔진 흡입구 성능의 감소를 의미한다. 결과적으로, 제어 안정성 또한 줄어들게 되어 보다 큰 제어 마진이 요구됨을 확인할 수 있었다.

• 한국추진공학회지
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• 제12권1호
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• pp.57-63
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• 2008

공기흡입식 추진 기관인 스크램제트 엔진은 연소기 내부 유동이 초음속으로 유동장의 연소기 내부 체류 시간이 수 ms로 매우 짧다. 이 짧은 시간동안 연소과정이 모두 이루어져야 하므로 초음속 연소기술에 대한 연구는 매우 중요하다. 본 논문은 초음속 연소 기술 중 연료-공기의 혼합을 증대시키는 방법에 관심을 두고 Cavity를 이용한 방법을 선택하여 높이를 10mm로 고정시키고 길이를 변화시켰으며, Cavity 후류에서 지름 1mm의 분사구를 통해 음속 let을 분사시키는 유동장을 형성하여 3차원 Navier-Stokes 방정식을 통해 점성 유동장을 해석하였다. 해석 결과 Cavity 길이/높이비(L/H)가 클수록 Vorticity가 값이 증가하였고 Vorticity의 증가 영역이 유동장의 위, 옆 방향으로 확장되는 것을 볼 수 있었다. 하지만 Vorticity가 증가하는 만큼 추력특성을 떨어뜨리는 정체압력 손실이 증가하므로 연소기 설계 시 최대의 혼합과 최소의 정체압력 손실을 고려한 최적 형상 설계가 필요하다는 것을 확인하였다.

• 멤브레인
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• 제28권4호
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• pp.252-259
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• 2018

실 산성 도금폐수를 입상활성탄(GAC)이 유동메디아로 첨가된 유동상 멤브레인 반응기를 이용하여 처리하였다. GAC 유동조건에서 적용 투과플럭스에 대해 시간에 따른 흡입압의 증가는 관찰되지 않았다. 폐수의 중성 pH에서 파울링 속도는 산성 조건에 비해 GAC 유동조건에서 크게 감소하였다. 해당 폐수의 용액 pH 증가는 입자크기의 증가를 가져왔고 이는 멤브레인 표면에서 상대적으로 성긴 구조의 케이크층 형성을 야기시켰다. 유동상 멤브레인 반응기에서 GAC 유동 하에 95%이상의 COD 제거율이 관찰되었으며 총부유물질은 거의 완벽하게 제거되었다. 실 도금폐수의 pH에서, 유동상 멤브레인 반응기의 구리 및 크롬의 제거는 거의 관찰 되지 않았다. 그러나 pH를 중성으로 증가 시켰을 시 구리와 크롬의 제거율은 각각 99%와 94%까지 증가를 하였다. 적용해 준 pH에 상관 없이, 시안의 경우 95% 이상의 제거율을 달성하였다. 이는 유기물과 시안 착물 형성으로 인해 유동상 멤브레인 반응기 내 GAC의 강한 흡착으로 제거된 것으로 사료된다.