• 한국항공우주학회지
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• 제46권8호
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• pp.652-661
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• 2018

고속 고온 유동에서 나타나는 고온 기체 현상을 모사하기 위해서는 마하수뿐 아니라 절대속도도 재현할 수 있어야 한다. 이러한 유동을 초음속 유동과 구분하여 극고속 유동이라 부르며, 충격파 터널과 같은 고엔탈피 시험 장치를 통해 연구가 이루어지고 있다. 그러나 이러한 고엔탈피 시험 장비는 높은 온도와 압력 때문에 노즐에서 열화학적 비평형 현상을 경험하게 되며 기존의 이론적 방법으로 그 실험 조건을 규정하기 어렵다. 이에 본 연구에서는 알려진 비평형 노즐 코드의 단점들을 보완하고 충격파 터널의 운용 조건에서 시험부 유동 특성을 빠르게 예측하기 위하여 열화학적 비평형을 고려한 준 1차원 노즐 해석 코드를 개발하였다. 개발된 코드는 시험 결과 및 2차원 축대칭 해석 결과와 비교를 통하여 충격파 풍동 시험부 유동 조건 예측을 위한 활용성 및 한계를 살펴보았다.

• 한국소음진동공학회논문집
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• 제12권5호
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• pp.346-354
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• 2002

The present study is to investigate the propagation characteristics of the impulse waves discharged from the exit of the convergent and divergent pipes. An experiment is carried out using a shock tube with an open end and is compared to the computation of the axisymmetric, compressible, unsteady Euler equations, which are solved by the second-order total variation diminishing (TVD) scheme. For the computational work, several initial compression waves are assumed inside the pipe so that those are the same to the experimental ones of the shock tube. The results show that the peak pressures of the impulse waves discharged from the exit of convergent and divergent pipes decrease with an increase in the wavelength of the initial compression wave. All of the impulse waves have a strong directivity toward the pipe axis, regardless of the exit type of the pipe employed. The impulse waves discharged from the divergent pipe are stronger than those from the straight pipe, while the impulse waves of the convergent pipe are weaker than those from the straight pipe. It is found that the convergent pipe can play a role of a passive control to reduce the peak pressure of the impulse wave. The present computations represent the experimented impulse waves with a good accuracy.

• 한국추진공학회:학술대회논문집
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• 한국추진공학회 2010년도 제35회 추계학술대회논문집
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• pp.729-732
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• 2010

본 연구는 케로신과 액체산소를 추진제로 사용하는 동축 와류형 분사기를 해석하기 위해 체계적인 물리 모델링을 수행하였다. 먼저 초임계 압력 조건에서 나타나는 실제유체의 열역학 및 전달 물성치를 계산할 수 있는 서브루틴 라이브러리를 구축하였으며, 층류 화염편 해석 코드와 연동하여 케로신 난류연소장의 국소화염구조를 해석하였다. 설계 목적에 맞는 계산 효율성을 확보하기 위해 동축 와류형 분사기는 RANS 기반의 2차원 축대칭 선회 유동으로 해석하였으며, 실험 결과가 존재하는 비연소 동축선회 제트 유동을 통해 예측정확도를 검증하였다. 실제 고압 연소를 수반하는 동축 와류형 분사기의 경우, 기존의 RANS 모델은 급격한 밀도 구배가 수반되는 선회 막 유동의 혼합층에서 과도한 난류확산을 야기하였으며, 난류모델의 수정을 위해 보다 심도 있는 연구가 필요할 것으로 판단되었다.

• 대한기계학회논문집B
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• 제21권10호
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• pp.1350-1362
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• 1997

An experimental study has been performed on vortex pairing under fundamental and subharmonic forcing with controlled initial phase differences through hot-wire measurements and a multi-smoke wire flow visualization. For the range of St$_{D}$ < 0.6, vortex pairing was controlled by means of fundamental and subharmonic forcing with varying initial phase differences. Much larger mixing rate was achieved by two-frequency forcing with a proper phase difference than one frequency forcing. As St$_{D}$ decreased, vortex pairing was limited to a narrow region of the initial phase difference between two disturbances and higher amplitudes of the fundamental and its subharmonic at the nozzle exit were required for more stable pairing. As the amplitude of the subharmonic at the nozzle exit increased for fixed St$_{D}$ and fundamental amplitude, the distribution of the subharmonic mode against the variation of the initial phase difference changed from a sine function form into a cusp-like form. Thus, vortex pairing can be controlled more precisely for the former case. For St$_{D}$ > 0.6, non-pairing advection of vortices due to the improper phase difference was sometimes observed in several fundamental forcing amplitudes when only the fundamental was applied. However, when its subharmonic was added, vortex pairing readily occurred. As the initial amplitude of this subharmonic increased, the position of vortex pairing moved upstream. This was thought to be due to the fact that the variation of the initial phase difference between the fundamental and its subharmonic has less effects on vortex pairing in the region of fundamental-only vortex pairing.pairing.

• 한국해양환경ㆍ에너지학회지
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• 제18권4호
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• pp.274-281
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• 2015

국내 연안에 위치해 있는 화력 및 원자력 발전소는 발전시설 냉각을 위해 해수를 사용한다. 입구를 통해 배출되는 온배수는 유량이 상당하여 입구 근처에 큰 운동에너지가 존재한다. 이러한 제한된 입구에서 빠른 흐름이 존재하는 제트류 영역에 설치된 수직축 터빈의 성능을 수치적으로 조사하였다. 제트류 영역에서 입구와 터빈간 거리, 입구 직경과 수직축 터빈의 직경에 따른 성능 변화를 TSR=3.0에서 조사하였다. 또한, 입구가 1개인 경우와 2개인 경우에 대해 직경이 다른 터빈을 배치하여 성능 및 발전량을 비교하였다. 입구가 1개인 경우 입구로부터 터빈과의 거리가 증가함에 따라 터빈 효율이 감소함을 알 수 있었고, 터빈 직경과 입구 직경이 동일할 때 효율이 가장 좋은 것을 알 수 있었다. 입구가 2개인 경우는 효율 및 총 발전량을 고려하여 입구와 동일한 크기의 터빈을 각각 배치하는 것이 좋은 것을 확인하였다. 본 연구는 방수로 입구 전방에 설치된 수직축 터빈을 개념적으로 설계하는데 활용될 수 있을 것으로 기대된다.