• 한국추진공학회지
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• 제22권3호
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• pp.1-7
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• 2018

직결형 초음속 연소기 시험 설비를 사용하여 초음속 연소기에 대한 연소 시험을 수행하였다. 설비는 필요한 유동 조건을 모사할 수 있음을 검증하였다. 시험 조건은 유속 마하 2.0, 온도 $915^{\circ}C$, 압력 496 kPa을 15초 동안 모사할 수 있었다. 연소기 모델은 기체 수소를 연료로 사용하여 연료 당량비 0.12에서 점화 및 화염 유지가 가능함을 검증하였다. 이 유동 조건에서 연소 효율은 71%였으며 초음속 유동이 유지되었다.

• 해양환경안전학회지
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• 제23권1호
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• pp.104-111
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• 2017

본 연구는 원심펌프 내부 유동장 특성에 대한 시뮬레이션 및 시각화에 중점을 둔다. 3D 수치해석은 Reynolds Average Navier-stock 코드를 k-${\varepsilon}$ 표준 2차방정식 난류 모델로 처리하여 수행하였다. 시뮬레이션은 흡입측, 임펠러, 토출측 영역에서 조도로 인한 마찰 손실과 임펠러 웨어링에서 체적 손실을 포함한다. 해석과 실험사이의 성능곡선 비교결과 최대 5 %의 작은 차이를 보이며 동일한 추세를 나타냈다. 최고 효율점에서 속도 벡터는 고르게 나타났지만 비 설계점에서는 현저한 변화가 나타났고, 텅 부근의 임펠러 유로토출부에서 강력한 재순환 영역이 나타났다. 비교적 일정한 압력분포가 텅 부근임에도 불구하고 임펠러 주위에 관찰되었다. 볼류트 내에서 기하학적으로 인해 형성된 나선형 와류가 이 영역에서 유동장이 상대적으로 난류이고 불안정하다는 것을 증명하였다.

• 한국추진공학회지
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• 제24권1호
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• pp.47-57
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• 2020

1단 베인 엔드월에서 막냉각 성능을 증가시키기 위해서 본 연구를 진행하였다. 1단 베인에서의 유동 및 막냉각 특성을 분석하기 위해 수치해석을 진행하였고, 유동특성을 고려하여 서로다른 6가지의 막냉각 홀 배열을 설계하였다. 그 결과, 기본형상의 경우 냉각유체가 흡입면으로 편향되면서 압력면과 노즐 목에서 낮은 냉각 효율을 나타냈다. 반면 일부 홀들을 압력면을 따라 설치한 경우, 횡방향 유동이 냉각유체에 미치는 영향이 감소하여 압력면과 노즐 목에서 막냉각 효율이 증가하였다. 이에 기존 막냉각 홀 배열보다 막냉각 효율이 16% 증가하였다.

• 한국추진공학회:학술대회논문집
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• 한국추진공학회 2008년도 제31회 추계학술대회논문집
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• pp.94-97
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• 2008

부분 흡입형 터빈의 표면 가스온도 분포 해석은 유동장 내부가 3차원의 매우 복잡한 유동장을 구성하기 때문에 실제 해석상 많은 시간이 소요된다. 파이로 시동기는 입사각 $18^{\circ}$로 설치되어 있으며, 105개의 충동형 터빈 블레이드로 구성되어 있다. 다양한 파이로 시동기 압력 변화에 대하여 터빈 블레이드의 표면 가스온도 분포 해석이 이루어 졌으며, Round형의 터빈 블레이드는 1423K의 온도와 7.2MPa의 압력 조건에서 16000rpm까지 회전하게 된다. 파이로 시동기의 압력과 터빈 블레이드의 회전수가 증가함에 따라 터빈 블레이드의 표면 가스 온도는 하강하게 되며, 파이로 시동기 압력이 5.75MPa 이고 회전수가 12100rpm의 보다 증가함에 따라 터빈 블레이드로 입구의 유동장에는 균일한 표면 가스 온도가 유입되는 것을 확인 할 수 있었다.

• 한국가스학회지
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• 제26권5호
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• pp.22-27
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• 2022

반도체 생산 설비 중 ALD는 열이나 플라즈마로 분해한 Gas를 Wafer에 증착시켜 원자층을 형성시키는 설비로 주로 인화성 물질인 NH₃와 SIH4이 사용된다. 이중 NH₃는 연소·폭발 범위가 상한(UFL) 33.6%, 하한(LEL) 15%로 폭발 범위가 비교적 좁지만 많은 양이 갑자기 한곳에 모이면 폭발할 수 있고, 피부에 닿거나 흡입하면 치명적이다. NH₃는 ALD Gas inlet의 배관과 전기·기계 기구를 통해 Chamber로 공급되는데 많은 누출 가능점이 존재하여 누출 시 화재·폭발 또는 중독 사고로 이어질 수 있어 NH₃ 누출 시나리오에 대한 내부 유동과 제어 속도를 이해하고 고환기가 가능한 배기장치를 설계하는 것이 필요하여 본 연구자는 NH₃의 누출시나리오를 CFD에 적용하여 내부유동과 제어 속도를 수치 분석하여 설계 시 반영할 수 있도록 하였다.

• Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
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• 제36권2호
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• pp.286-293
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• 2012

본 연구에서는 설계유량 $16m^3/h$에서 설계효율 90%와 설계양정 20m의 성능을 보이며, 3,500rpm 고정회전수로 작동하는 원심펌프 임펠러를 대상으로 단상류 유동해석을 수행하였다. 임펠러는 A.J. Stepanoff 경험식에 근거로 설계되었다. 단상류 해석의 경우, 설계유량에서 88.8%와 19.4m의 효율과 양정 결과를 보여주었고, 그 결과는 설계값과 상당히 일치하였다. 다상류 해석은 다양한 NPSH 조건하에서 수행되었으며, NPSH가 8.79m 일 때, 블레이드 부압면 근처에서 캐비테이션개시가 관찰되었다. 본 연구에서 설계된 임펠러의 필요흡입헤드는 대략 6.5m이며, 이 값 이상의 입구압력조건하에서 원심펌프는 작동되어야 할 것으로 판단된다.

• 한국추진공학회지
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• 제19권5호
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• pp.31-36
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• 2015

이중 모드 스크램제트 엔진은 미래 가장 촉망받는 시스템 중 하나로, 많은 연구자들에게 각광받고 있다. 이중 모드 스크램제트 엔진 시스템에서 격리부와 관련된 유동 특징들은 중요한 역할을 한다. 본 연구에서 풍동을 가진 이중 모드 스크램제트 엔진을 조사하기 위해 2차원 수치해석을 수행하였다. 계산방법의 타당성을 검증하기 위하여 실험결과와 비교하였으며, 수치해석 결과는 실험값과 비교하여 전체적으로 압력 분포가 잘 일치하였다. 배압은 최대 압력 상승을 분석하기 위해 연구되었다. 그 결과 초음속 흡입구 영역의 압력 분포는 배압에 영향을 받지 않았으며, 배압이 증가함에 따라 Shock train은 상류 쪽으로 밀려나갔다. 격리부의 길이가 증가함에 따라 최대 배압값은 입구 불시동 없이 급격히 증가한 후 일정하게 유지되었으며, 격리부 영역의 최적 길이($L/H_{th}$)는 8.7이다.

• 한국추진공학회:학술대회논문집
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• 한국추진공학회 2009년도 제33회 추계학술대회논문집
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• pp.627-630
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• 2009

이젝터 시스템은 주유동 제트에 발생되는 전단 응력과 압력차에 의해 흡입 챔버 압력에 영향을 미치거나 이차 흡입 유동을 유도한다. 이젝터는 터빈 기반 복합사이클 추진기관 및 로켓엔진의 고고도 모사 설비, 압력회복장치, 담수화 시스템, 이젝터 램젯시스템과 같이 많은 분야에 적용되어 널리 사용된다. 본 연구에서는 아음속 및 음속 조건에서 작동하는 이젝터의 형상 및 운전 조건을 결정하는 설계 절차를 수립하고자 하였다. 또한, 이론적 방법과 시험적 연구를 통해 축소 확대 디퓨저가 장착된 이젝터의 작동 특성을 파악하였다. 결국, 수치해석을 통해 요구 성능을 만족하는 이젝터의 최적 형상을 결정하였으며 다양한 노즐 목 및 챔버 직경을 변화시킨 이젝터에 대한 성능 시험을 통해 계산 결과를 검증하였다.

• 한국기계가공학회지
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• 제17권1호
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• pp.82-88
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• 2018

An experimental study was performed on the orifice nozzle system that generates micro-bubbles by air self-suction using a venturi nozzle. This study experimentally investigates the amount of air sucked into the venturi nozzle and the number of micro-bubbles generated by the orifice nozzle system in Cases 1 and 2. The experimental conditions were varied by changing the diameter of the orifice nozzle (d=2~7 mm) and the number of holes of the perforated plate nozzle (n = 2-12). In Case 1, the air self-suction was more than 2 LPM at $d{\leq}4mm$. When d = 4 mm, the total number of bubbles was 29,777, and it was confirmed that micro-bubbles occupied approximately 65% of the total number of bubbles. In Case 2, the air self-suction was maintained constant at approximately 2.5 LPM regardless of the number (n) of holes. The total amount of bubbles increased when n increased but remained constant at approximately 44,000 when $n{\geq}7EA$. It was also confirmed that more than 80% of all bubbles were micro-bubbles when $n{\geq}10EA$. Thus, the number of micro-bubbles increased by approximately 15% compared to the experimental result of Case 1, which was optimized with d = 4 mm.

• 한국추진공학회지
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• 제14권2호
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• pp.10-18
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• 2010

스크램제트 엔진은 현재 차세대 추진기관의 핵심구성품으로 주목받고 있으며, 현재 미국, 프랑스, 일본, 중국, 인도 등 전세계적으로 활발한 연구가 진행되고 있다. 항공우주연구원은 2007년 모델스크램제트 엔진 S1의 지상시험에 이어, 성능을 개선한 S2모델의 지상시험을 2009년 4월 수행하였다. 엔진시험모델은 설계마하수 6.7의 조건으로 제작되어 Off-design condition인 마하 7.7의 조건에서 지상시험이 수행되었다. 시험결과에서 본 시험모델은 흡입구 카울 안쪽의 충격파 중첩으로 인하여 유동의 박리현상이 발생하였으며, 이로 인하여 엔진 내부의 압력진동이 관찰되었다. 그러나, 연소기 내부에서 초음속 연소는 안정적으로 발생하였으며, 엔진의 격리부는 엔진 내 압력섭동이 흡입구로 전파되는 것을 차단하여 엔진불시동을 방지하는 것으로 나타났다. 또한 항우연의 S2 모델은 다른 시험모델과의 성능비교에서 추력 및 비추력 성능이 우수한 것으로 나타났다.