• 한국전산유체공학회지
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• 제10권1호
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• pp.16-23
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• 2005

The objective of this research is to estimate two dimensional ablating and charring of heat shield materials in severe aero-thermal heat transfer. This estimation requires an accurate and rapid technique for its serious heat transfer with a moving boundary. Aerodynamic heating is obtained by an explicit relation which is a function of Mach number and air condition, while a fully implicit method is used for heat transfer calculations. Moving boundary is captured by FLIAR method which is a subgroup of VOF. Thickness of ablating and charring of heat shield, temperature of the moving surface and rate of radiation heat are calculated and compared with references. The results are in good agreement with other calculations.

• 한국전산유체공학회:학술대회논문집
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• 한국전산유체공학회 2008년도 춘계학술대회논문집
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• pp.197-200
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• 2008

The existing computer code to solve the air flow in a segmented constrictor-type arc-heated wind tunnel named ARCFLO4 is improved to accept an air-argon mixture as the working gas and to consider the separated injection of air and argon. The new version of the code is used to calculate the flows in the Aerodynamic Heating Facility of NASA Ames Research Center where argon concentration is relatively high. The calculation shows that argon tends to increase the diameter of the arc-column, increase ionization fraction, decrease thermal efficiency of the arc-heater, and push the ratio of the centerline-to-average enthalpy toward unity. The calculated operating characteristics of the arc-heater agree well with the experimental data.

• Journal of Mechanical Science and Technology
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• 제18권10호
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• pp.1837-1848
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• 2004

Interaction behaviors of high-speed compressible viscous flow and thermal-structural response of structure are presented. The compressible viscous laminar flow behavior based on the Navier-Stokes equations is predicted by using an adaptive cell-centered finite-element method. The energy equation and the quasi-static structural equations for aerodynamically heated structures are solved by applying the Galerkin finite-element method. The finite-element formulation and computational procedure are described. The performance of the combined method is evaluated by solving Mach 4 flow past a flat plate and comparing with the solution from the finite different method. To demonstrate their interaction, the high-speed flow, structural heat transfer, and deformation phenomena are studied by applying the present method to Mach 10 flow past a flat plate.

• 한국전산유체공학회:학술대회논문집
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• 한국전산유체공학회 2002년도 춘계 학술대회논문집
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• pp.109-114
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• 2002

The effect of nose radius on aerodynamic heating are investigated by using the Wavier-Stokes code extended to thermochemical nonequilibrium airflow. A spherical blunt body, whose radius varies from 0.003048 m to 0.6096 m, flying at Mach 25 at an altitude of 53.34 km is considered. Comparison of heat flux at stagnation point with the solution of Viscous Shock Layer and Fay-Riddell are made. Obtained result reveals that the flow chemistry for very small radius is nearly frozen, and therefore the contribution of heat flux due to chemical diffusion is smaller than that of translational energy. As the radius becomes larger, the portion of diffusion heat flux becomes greater than translational heat flux and approaches to a constant value.

• 한국항해항만학회:학술대회논문집
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• 한국항해항만학회 2006년도 International Symposium on GPS/GNSS Vol.2
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• pp.273-278
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• 2006

In order to use a GPS antenna for launch vehicles, it should be installed on the skin of the vehicle and be able to normally receive the live GPS signals during the vehicle's full flight mission. The GPS antenna on the surface of the launch vehicle is, however, exposed to higher temperature than inner equipments of the vehicle due to aerodynamic heating generated during the flight. Test specification of the GPS antenna for qualification of hot-temperature is determined to $+95^{\circ}C$ that is higher than inner components by $25^{\circ}C$. Test results in this paper show that the GPS antenna normally operates under the above environment.

• 한국군사과학기술학회지
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• 제25권4호
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• pp.355-363
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• 2022

Development of supersonic flying vehicle is one of the most latest issue in modern military technology. Specifically, structural integrity of supersonic flying vehicle can be verified by high temperature structural test. High temperature structural test is required to consider thermal load caused by aerodynamic heating while applying structural load simultaneously. Tubular quartz lamps are generally used to generate thermal load by emitting infrared radiation. In this study, modified heat flux model of tubular quartz lamp is proposed based on existing model. Parameters of the proposed model are optimized upon measured heat flux in three dimensions. Finally, thermal load of plate specimen is designed by the heat flux model. In conclusion, it is possible to predict heat flux applied on plate specimen and desired thermal load of high temperature structural test can be obtained.

• 한국추진공학회:학술대회논문집
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• 한국추진공학회 2017년도 제48회 춘계학술대회논문집
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• pp.942-944
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• 2017

초고속 비행체는 발사 시 엔진에 의한 음향 압력과 비행 중 공력 가열 및 공기역학적 압력 등 복합적인 하중을 받는다. 이러한 외부환경으로부터 비행체의 연료 탱크 등 내부 시스템을 보호하기 위해 열방어 시스템 패널(Thermal Protection System Panel)이 필요하다. 본 논문에서는 온도 조건에 대해 유한차분법을 이용하여 열방어 시스템 패널의 열전달 모델을 정의하고, 구한 절점별 온도 데이터를 회귀분석을 통해 두께방향 온도 구배의 함수로 정리하였다. 도출한 온도 이력과 극한 압력 하에서 열방어 시스템 패널의 열구조 특성에 대한 해석적 모델을 정의하였다. 해석적 모델을 이용하여 열방어 시스템 패널의 열구조 특성에 대해 매개변수 분석을 수행하였다. 이를 통해 열방어 시스템 패널의 경량화 및 열구조적 설계 요구조건을 충족하는 설계변수를 도출하였다.

• 항공우주시스템공학회지
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• 제13권1호
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• pp.18-28
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• 2019

초고속 비행체는 발사 및 재진입 시 공력 가열에 의해 높은 열 하중을 받는다. 초고속 비행체의 외피 구조물인 열방어 시스템 패널은 기계적으로 구속되어 있기 때문에 고온 가열 시 열 좌굴이 발생할 수도 있다. 이는 초고속 비행체의 유동장에 변화를 주어 공력특성을 불안정하게 한다. 따라서 열방어 시스템 패널은 초고속 비행에 의한 공력가열 시 비행안정성을 유지하기 위해 열 좌굴을 방지하도록 설계되어야 한다. 본 논문에서는 운용 시 안팎에 큰 온도차가 존재하는 열방어 시스템 패널에 대해 유한차분법을 사용하여 열전달 특성을 분석하였으며, 리츠 법을 사용하여 열 좌굴 특성에 대한 근사적 모델을 제안하였다. 또한 정의된 근사적 모델의 정확도를 검증하기 위해 유한요소 해석결과와 비교하였다. 마지막으로, 수립된 근사 기법을 바탕으로 열방어 시스템 패널의 좌굴 발생 온도에 대한 매개변수 분석을 수행하였다.

• 한국전산구조공학회논문집
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• 제30권6호
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• pp.495-500
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• 2017

본 논문에서는 과도한 계산용량이 필요한 초음속 비행체의 비정상 열응답 해석을 수행하기 위한 준-비정상해석 기법을 소개한다. 준-비정상해석 기법은 연성 연계 기법과 복합 열전달 해석기법을 통합한 방법으로 계산시간 단축시키면서 동시에 정확도를 향상시키기 위해 고안되었다. 또한 준-비정상해석 시, 해석 구간을 분할하기 위한 기준시간을 결정하는 알고리즘을 고안하여 준-비정상해석 기법의 정확도를 향상시키고자 하였다. 본 논문에서는 준-비정상해석 기법을 평가하기 위하여 가상의 비행 시나리오에서 열응답 해석을 수행하였으며, 비정상 해석 결과와 비교 검증을 수행하였다. 무딘 물체의 표면 온도 및 정체점의 온도를 통해 각각의 기법의 차이를 도출하였다. 비정상 해석을 통해 도출한 정체점의 온도와 준-비정상 해석을 통해 도출한 정체점의 온도 차이는 11.4% 이내로 높은 정확도를 확보함과 동시에 28배에 가까운 계산시간을 단축시켜 해석 기법의 효율성과 정확성을 확보하였다.

• 한국대기환경학회지
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• 제14권6호
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• pp.577-588
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• 1998

Polycyclic aromatic hydrocarbons (PAHs) are products of incomplete combustion and, in urban area atmosphere, are mainly traffic or heating in origin. Size-segregated aerosol samples were collected on the Eixth story of Shinchon on the Yonsei campus, using a high-volume cascade impactor, between August 1994 and September 1995. Ten PAHs were analyzed by GC/MSD. The size distribution of PAH-containing particulates followed approximately a log-normal relationship with the majority of PAH content associated with particles below 3.0mm. PAHs concentration in submicron particles increased during the winter months. The Mass Median Diameter (MMD) value of annual particulates in the heavy traffic area of Shinchon shows about 1.6 pm. The MMD values of air particulate in winter were the lowest values and similar to that in summer, while MMD values of seasonal PAHs were generally lower than 1.0 pm. Among the PAHs, MMD values of PAHs with the more than 5 benzen ring were averagely lower than those with 4 benzin rings. Especially MMD's of dibenzo (a, h) anthracene in winter was clearly lower than in summer. This reason may be caused by fuels used for heating. In this area, 50∼80% PAHs mass was particles smaller than 1.0mm aerodynamic diameter in size range, and the MMD values of PAHs lower than those of other country's area.