• 제목/요약/키워드: 2D 노즐

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증기 이젝터의 노즐 형상에 대한 수치해석적 연구 (A Numerical Study on the Nozzle Geometry of a Steam Ejector)

  • 지명국;토니우토모;김진화;정효민;정한식
    • 동력기계공학회지
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    • 제14권2호
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    • pp.22-27
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    • 2010
  • 본 논문은 유한체적법에 근거한 CFD 분석기법을 이용하여 증기 이젝터의 성능에 대하여 구동노즐의 기하학적 형상에 따른 영향을 조사하였다. 구동노즐의 직경비를 변화시키고 또한 직경비를 일정하게하고 구동 노즐의 위치를 변화시키면서 최적의 조건을 조사하였다. 연구 결과 이젝터의 성능은 구동노즐의 직경과 노즐의 출구 위치에 의해 좌우됨을 확인하였다. 일정 노즐 면적비에 대하여 노즐 목 직경이 감소함에 따라 혼입율이 증가하는 것을 확인하였고 일정 노즐 목 직경에 대하여 면적비의 증가는 혼입율의 감소의 원인이 된다는 것을 확인할 수 있었다. 또한 혼입율은 노즐의 출구 위치에 따라 영향을 받는다는 것도 확인하였다. 혼입율은 노즐 출구의 위치가 이젝터의 상류로 이동할수록 증가하고 그 위치는 이젝터의 일정단면적부 직경(D)에 대하여 0.4D일 때 최적의 성능을 보였다.

내부압력, 열하중 및 외부하중을 고려한 노즐의 2차원 및 3차원 해석 비교 (Two and Three-Dimensional Analysis Comparison of Nozzles due to Internal Pressure, Thermal Load and External Load)

  • 윤효섭;김종민;맹철수;김현민;이대희
    • 한국전산구조공학회논문집
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    • 제28권3호
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    • pp.283-291
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    • 2015
  • 본 논문에서는 원통형 쉘에 부착된 노즐의 구조 건전성평가를 수행하고 그 결과를 비교하기 위해 2차원(2D)과 3차원(3D) 해석이 수행되었다. 현재 원자력 발전소에서 사용되는 3개의 노즐을 구조 건전성평가를 위해 선정하였고, 각각 노즐은 내부압력, 온도변화 및 외부하중을 받는다. 내부압력에 대한 2D 해석은 1.5이상의 계수 값을 이용하거나 응력집중 계수를 적용하여야 하고, 온도변화에 대한 2D와 3D 해석결과는 피복재의 유무와 상관없이 서로 거의 비슷하며, 외부하중에 대한 WRC Bulletin 297에 의한 해석결과는 3D 해석결과보다 더 보수적임을 확인할 수 있었다.

분사류의 저질에 대한 굴삭성능에 관한 연구 (The Excavating Performance of Jet Steram for the Ground)

  • 김철호;고관서
    • 한국수산과학회지
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    • 제22권4호
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    • pp.201-213
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    • 1989
  • 본 연구는 유체분사식형망의 분사류의 저질에 대한 굴삭성능을 파악하고자 노즐의 크기별로 원형과 반원형노즐을 제작하여 수조실험을 통해서 노즐끝에서의 동압, 노즐과 판과의 거리, 노즐의 구경, 저질 등의 변화에 따른 저질의 굴삭형상변화를 측정하여 다음과 같은 결과를 얻었다. 1. 분사류의 운동량은 동압을 $100\~500gf/cm^2$로 변화시킴에 따라 4mm 원형노즐에서 $43\~114gf$, 6mm에서 $52\~227gf$. 8mm에서 $114\~506gf$. 10mm에서 $137\~769gf$로 각각 증가하였으나, 50cm이내의 거리에서는 거리에 대한 운동량의 변화는 거의 없었다. 2. 굴삭깊이는 노즐의 구경과 동압이 커짐에 따라, 그리고 노즐높이가 낮아짐에 따라 일정한 기울기로 직선적으로 증가하였으며, 저질 I과 II에 대해 다음과 같은 관계식을 얻었다. $$L_I=[0.01(H/r-100) -0.43\cdot\iota+11.78]{\cdot}D/4$$ $$L_{II}=[0.03(H/r-100) -0.34\cdot\iota+6.39]{\cdot}D/4$$ 단, $L_I,\;L_{II}$; 저질 I, II에 대한 굴삭깊이 H: 노즐동압($gf/cm^2$) r: 물의 단위체적당 중량($1gf/cm^2$) $\iota$: 노즐높이 (cm) D: 노즐구경 (mm)

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2D 추력편향 노즐 성능 및 유동 해석 (Investigation of the 2D Convergent-Divergent Thrust Vectoring Nozzle)

  • 김윤희;최성만;장현수
    • 한국추진공학회:학술대회논문집
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    • 한국추진공학회 2009년도 제33회 추계학술대회논문집
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    • pp.483-486
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    • 2009
  • 항공기의 초음속 배기노즐에서 피치 및 요 편향과 함께 가변으로 작동하는 추력편향 노즐에 대한 연구를 수행하였다. 최대속도 마하 1.8, 비행 반경 400Nm에 대한 가상의 항공기에 대한 엔진모델을 생성하여, 항공기의 각 작동영역에 대한 싸이클 해석을 수행하여 추력편향 노즐의 기본사양을 구성하였다. 이를 바탕으로 2차원 추력편향 노즐을 설계하고, 유동 분석은 피치 및 요각의 편향에 의해 수행되어졌다.

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임계노즐 유동에 미치는 노즐 곡률의 영향 (Effect of the Nozzle Curvature on Critical Flows)

  • 김재형;김희동;박경암
    • 유체기계공업학회:학술대회논문집
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    • 유체기계공업학회 2002년도 유체기계 연구개발 발표회 논문집
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    • pp.331-336
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    • 2002
  • Recently the critical nozzles with small diameter are being extensively used to measure mass flow in a variety of industrial fields and these have different configurations depending on operation condition and working gas. The curvature radius of the critical nozzle throat is one of the most important configuration factors promising a high reliability of the critical nozzle. In the present study, computations using the axisymmetric, compressible, Navier-Stokes equations are carried out to investigate the effect of the nozzle curvature on critical flows. The diameter of the critical nozzle employed is D=0.3mm and the radius of curvature of the critical nozzle throat is varied in the range from 1D to 3D. It is found that the discharge coefficient is very sensitive to the curvature radius(R) of critical nozzle, leading to the peak discharge coefficient at R = 2.0D and 2.5D, and that the critical pressure ratio increases with the curvature radius.

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소형 액체로켓엔진 지상연소시험용 초음속 노즐의 성능해석 (Performance Analysis of the Supersonic Nozzle Employed in a Small Liquid-rocket Engine for Ground Firing Test)

  • 감호동;김정수;배대석;이재원
    • 한국추진공학회:학술대회논문집
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    • 한국추진공학회 2011년도 제37회 추계학술대회논문집
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    • pp.321-324
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    • 2011
  • 지상연소시험용 소형 액체로켓엔진 초음속 노즐의 성능해석을 위하여 노즐내 유동특성 및 플룸 구조를 $k-{\omega}$ SST모델을 사용한 Reynolds-averaged Navier-Stokes 방정식으로 해석하였다. 해석기법의 검증을 위하여 2차원 축소-확대 노즐 초음속 유동의 해석값과 실험치를 비교하고, 검증된 기법으로 2차원 축대칭 노즐의 성능해석을 수행하였다. 그 결과 노즐 내부에 유동박리 및 역류현상의 발생이 확인되었으며, 이 해석결과는 소형 액체로켓엔진 노즐 최적설계에의 기초자료로 제시되었다.

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2-D 가변 추력편향 노즐 설계 및 유동해석 (Numerical Analysis and Design of the 2-D Variable Convergent-Divergent Thrust Vectoring Nozzle)

  • 김윤희;강형석;최성만;장현수
    • 한국추진공학회지
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    • 제15권5호
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    • pp.27-34
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    • 2011
  • 초음속 항공기에서 피치 편향이 가능한 추력편향 노즐에 대한 해석적 연구를 수행하였다. 초음속 항공기의 비행조건에서 터보팬 엔진의 기본성능을 도출하였으며, 이를 바탕으로 이차원형태의 피치 편향이 가능한 추력편향 노즐을 설계하였다. 상용 해석프로그램인 Fluent 를 이용하여 축소확대 노즐에 대한 기본 유동특성을 파악하고, 피치 추력편향시의 유동특성과 비교하였다.

2-D 가변 추력편향 노즐 설계 및 유동해석 (Numerical Analysis and Design of the 2-D Variable Convergent-Divergent Thrust Vectoring Nozzle)

  • 김윤희;최성만;장현수
    • 한국추진공학회:학술대회논문집
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    • 한국추진공학회 2010년도 제35회 추계학술대회논문집
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    • pp.170-176
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    • 2010
  • 초음속 항공기에서 피치 편향이 가능한 추력편향 노즐에 대한 해석적 연구를 수행하였다. 초음속 항공기의 비행조건에서 터보팬 엔진의 기본성능을 도출하였으며, 이를 바탕으로 이차원형태의 피치 편향이 가능한 추력편향 노즐을 설계하였다. 상용 해석프로그램인 Fluent 를 이용하여 축소확대 노즐에 대한 기본 유동특성을 파악하고, 피치 추력편향시의 유동특성과 비교하였다.

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무노즐 부스터 성능해석 (Performance Analysis of the Nozzleless Booster)

  • 김경무;길태옥;류태하
    • 한국추진공학회지
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    • 제21권2호
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    • pp.72-82
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    • 2017
  • 무노즐 부스터는 통합형 로켓 램제트 추진기관에 적용되는 구성품 중 하나이다. 무노즐 고체 부스터의 성능을 예측하기 위해서 간단한 이론적 해석이 L/D=5, 6, 7, 9, 11, 그리고 13에 적용되었다. 연소가스 유동 효과 때문에 경도를 증가시키기 위해서 금속함량이 높은 Al-HTPB 및 Zr-HTPB 추진제가 사용되었다. 간단한 이론 해석과 시험결과 사이의 경향은 유사하게 나타났다.

분사식 행망의 개발에 관한 연구 ( I ) - 분사노즐의 사면 굴삭성능에 관한 수조실험 - (Development of Hydraulic Jet Dredge ( 1 ) - Water tank Experiment for the Excavating Performance of Water-Jet Nozzle on the Sand -)

  • 조봉곤;고관서
    • 수산해양기술연구
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    • 제27권4호
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    • pp.255-265
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    • 1991
  • 분사류의 굴삭성능을 이용하여 해저의 모래속에서 서식하고 있는 패류를 어획할 목적으로 원형과 직사각형의 모형노즐을 제작하여 수조에서 분사노즐의 모래면에 대한 굴삭실험을 한 결과를 요약하면 다음과 같다. 1. 분사노즐에 의한 모래면의 최대 굴삭깊이와 폭은 분사속도와 노즐의 단면적의 크기에 비례하여 직선적으로 증가하며, 노즐의 분사거리에 대해서는 굴삭깊이는 직선적으로 감소하나, 굴삭폭은 직선적으로 증가한다. 2. 직사각형 노즐(폭 1mm)은 단면적이 같은 원형 노즐보다 굴삭성능이 다소 우수하였다. 3. 노즐별 분사각도와 분사속도, 분사거리에 따른 최대 굴삭깊이와 폭에 관한 실험식은 직선식으로 나타나며, 분사각도 45$^{\circ}$에서 직사각형노즐(폭 1mm)의 분사속도와 분사거리에 따른 실험식은 다음과 같다. D=0.0093V 하(0)-0.23H+5.7. W=0.0147V 하(0)+1.06H+10.2. 단, D: 최대 굴삭깊이(cm), V 하(0): 노즐의 분사속도(cm/sec) 926$\leq$V 하(0)$\leq$1504, W: 최대굴삭폭(cm), H: 노즐구멍에서 모래면까지의 거리(cm).

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