• Journal of Mechanical Science and Technology
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• 제17권12호
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• pp.2116-2124
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• 2003

An experimental study providing additional knowledge of quasi-conical symmetry in swept shock wave/turbulent boundary-layer interactions is described. When a turbulent boundary layer on the flat plate is subjected to interact with a swept planar shock wave, the interaction flowfield far from fin leading edge has a nature of conical symmetry, which topological features of the interaction flow appear to emanate from a virtual conical origin. Surface streakline patterns obtained from the kerosene-lampblack tracings have been utilized to obtain representative surface features of the flow, including the location of the virtual conical origin. The scaling law for the sharp-fin interactions suggested by previous investigators has been reexamined for different freestream Mach numbers. It is noticed that the scaling law reasonably agrees with the present experimental data, however, that the law is not appropriate to estimate the location of the virtual conical origin. Further knowledge of the correlation for the virtual conical origin has thus been proposed.

• 한국추진공학회:학술대회논문집
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• 한국추진공학회 2011년도 제37회 추계학술대회논문집
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• pp.409-414
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• 2011

A projectile that passes through a shock wave experiences drastic changes in the aerodynamic forces. These sudden changes in the forces are attributed to the wave structures produced by the projectile-shock wave interaction. A computational study using moving grid method is performed to analyze the effect of the projectile-shock wave interaction. Cylindrical and conical projectiles have been employed to study such interactions. This sort of unsteady interaction normally takes place in overtaking blast flow fields. It is found that the overall effect of overtaking a blast wave on the unsteady aerodynamic characteristics is hardly affected by the projectile configurations. However, it is noticed that the projectile configurations do affect the unsteady flow structures and hence the drag coefficient for the conical projectile shows considerable variation from that of the cylindrical projectile. The projectile aerodynamic characteristics, when it interacts with the secondary shock wave, are analyzed. It is also observed that the change in the characteristics of the secondary shock wave during the interaction is different for different projectile configurations.

• 한국추진공학회:학술대회논문집
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• 한국추진공학회 2003년도 제20회 춘계학술대회 논문집
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• pp.32-33
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• 2003

Mechanism of a periodic oscillation of shock-induced combustion over a two- dimensional wedges and axi-symmetric cones were investigated through a series of numerical simulations at off-attaching condition of oblique detonation waves(ODW). A same computational domain over 40 degree half-angle was considered for two-dimensional and axi-symmetric shock-induced combustion phenomena. For two-dimensional shock-induced combustion, a 2H2+02+17N2 mixture was considered at Mach number was 5.85with initial temperature 292 K and initial pressureof 12 KPa. The Rankine-Hugoniot relation has solution of attached waves at this condition. For axi-symmetric shock-induced combustion, a H2+2O2+2Ar mixture was considered at Mach number was 5.0 with initial temperature 288 K and initial pressure of 200 mmHg. The flow conditions were based on the conditions of similar experiments and numerical studies.[1, 3]Numerical simulation was carried out with a compressible fluid dynamics code with a detailed hydrogen-oxygen combustion mechanism.[4, 5] A series of calculations were carried out by changing the fluid dynamic time scale. The length wedge is varied as a simplest way of changing the fluid dynamic time scale. Result reveals that there is a chemical kinetic limit of the detached overdriven detonation wave, in addition to the theoretical limit predicted by Rankine-Hugoniot theory with equilibrium chemistry. At the off-attaching condition of ODW the shock and reaction waves still attach at a wedge as a periodically oscillating oblique shock-induced combustion, if the Rankine-Hugoniot limit of detachment isbut the chemical kinetic limit is not.Mechanism of the periodic oscillation is considered as interactions between shock and reaction waves coupled with chemical kinetic effects. There were various regimes of the periodicmotion depending on the fluid dynamic time scales. The difference between the two-dimensional and axi-symmetric simulations were distinct because the flow path is parallel and uniform behind the oblique shock waves, but is not behind the conical shock waves. The shock-induced combustion behind the conical shockwaves showed much more violent and irregular characteristics.From the investigation of characteristic chemical time, condition of the periodic instability is identified as follows; at the detaching condition of Rankine-Hugoniot theory, (1) flow residence time is smaller than the chemical characteristic time, behind the detached shock wave with heat addition, (2) flow residence time should be greater than the chemical characteristic time, behind an oblique shock wave without heat addition.

• 한국추진공학회지
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• 제13권2호
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• pp.35-41
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• 2009

핀틀 움직임에 따라 노즐 팽창비와 압력비가 동시에 연소면적도 변함에 따라 노즐 내부의 유동장 구조는 물론 유동박리 특성도 변한다. 본 논문에서는 핀틀 위치가 노즐 내부 유동장 구조에 미치는 영향을 공압시험과 수치해석 기법을 이용하여 분석하였다. Fluent에서 제공하는 RANS를 위한 난류모델을 적용한 결과, Spalart-Allmaras 모델이 공압시험에 얻은 노즐벽면 압력을 잘 모사하는 것으로 나타났다. 적용된 노즐이 원뿔형 노즐이었음에도 핀틀 끝단에서 발생한 유동박리에 의한 충격파 때문에 Contoured 또는 Optimized 노즐에서 나타나는 Cap-shock pattern과 유사한 유동 구조가 나타났다.

• Advances in aircraft and spacecraft science
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• 제1권4호
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• pp.399-408
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• 2014

The flowfields inside a contour and a conical nozzle exhausting into a straight cylindrical supersonic diffuser are computed by solving numerically axisymmetric turbulent compressible Navier-Stokes equations for stagnation to ambient pressure ratios in the range 20 to 34. The diffuser inlet-to-nozzle throat area ratio and exit-to-throat area ratio are 21.77, and length-to-diameter ratio of the diffuser is 5. The flow characteristics of the conical and contour nozzle are compared with the help of velocity vector and Mach contour plots. The variations of Mach number along the centre line and wall of the conical nozzle, contour nozzle and the straight supersonic diffuser indicate the location of the shock and flow characteristics. The main aim of the present analysis is to delineate the flowfields of conical and contour nozzles operating under identical conditions and exhausting into a straight cylindrical supersonic diffuser.

• 한국전산구조공학회논문집
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• 제32권5호
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• pp.279-286
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• 2019

본 논문에서는 가스건 시험에서 원충격자의 충격 감가속도 예측에 관한 전산해석적 연구를 수행하였다. 무기체계 개발에 있어서, 가스건 시험을 통한 수만 G 이상에서의 내고충격성능에 대한 검증은 필요하다. 시험품이 받는 충격 감가속도는 버드조립체의 형상, 무게, 비행 속도 등 여러 변수에 의존하기 때문에 충격 감가속도를 생성시키는 적합한 시험조건을 찾는 것은 매우 중요하다. 하지만, 시험을 통해 기본적인 데이터를 구축하는 것은 경제적인 측면에서 비효율적이기 때문에 전산해석적 기법을 확보하여야 한다. 이에 본 연구에서는 130mm 가스건 시험을 바탕으로 획득한 데이터를 기반으로 하여 Explicit 코드를 사용하는 ANSYS AUTODYN을 활용하여 전산해석을 수행하였다. 전산해석을 통해, 시간에 따른 시험품의 동적거동현상 뿐만 아니라 전산해석결과를 시험결과와의 비교 및 분석을 함으로써 검증을 수행하였다.

• 한국항공우주학회지
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• 제48권7호
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• pp.489-495
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• 2020

충격파 터널에서 항력 측정을 위하여 가속도계 기반 시스템을 설계 및 구축하고, 마하 6 유동조건에서 원뿔형 모델의 항력계수를 측정하였다. 항력 측정 시스템의 마찰력을 보정하기 위하여 간단하고 직관적인 교정 방식을 제시하고, 항력 측정 결과를 단순 원뿔형 모델의 전산유체역학 해석 결과와 비교, 분석하였다. 다양한 형상의 지지대를 이용하여 지지대에 의한 항력 측정 간섭 영향을 파악하고 이를 최소화하기 위한 디자인을 제시하였다. 수정된 지지대를 이용하여 항력계수를 측정한 결과, 지지대에 의한 항력계수 오차가 작아지는 것이 확인되었다.

• 한국연소학회지
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• 제1권1호
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• pp.83-91
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• 1996

A numerical study is carried out to examine the ignition and propagation process of detonation wave in SCRam-accelerator operating in superdetonative mode. The time accurate solution of Reynolds averaged Navier-Stokes equations for chemically reacting flow is obtained by using the fully implicit numerical method and the higher order upwind scheme. As a result, it is clarified that the ignition process has its origin to the hot temperature region caused by shock-boundary layer interaction at the shoulder of projectile. After the ignition, the oblique detonation wave is generated and propagates toward the inlet while constructing complex shock-shock interaction and shock-boundary layer interaction. Finally, a standing oblique detonation wave is formed at the conical ramp.

• 한국항공우주학회지
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• 제34권9호
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• pp.11-19
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• 2006

초음속 축대칭 흡입구의 형상 설계를 위하여 원추 유동 해법과 충격파 근사 기법을 기반으로 하고 구배 기반의 최적화 기법을 이용한 설계 프로그램을 개발하였다. 압력 회복률과 항력을 고려한 두 가지 목적 함수에 대하여 충격파 위치와 카울의 형상, 흡입관 목 면적 등에 대한 제한 조건 등을 고려하여 여러 운용 조건에 대해 흡입구 설계를 수행하였다. 최적 설계를 위하여 압력 회복률과 항력을 동시에 고려한 목적 함수를 제안하고 압력 회복률만을 고려하여 설계된 흡입구 형상과 비교하였다. 설계된 결과는 전산 유체 역학을 이용한 비점성/점성 유동 해석으로부터 산출된 흡입구 성능 결과와 비교하여 검증하였으며 예측된 성능이 계산된 결과와 잘 일치하였다.

• 한국추진공학회지
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• 제10권1호
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• pp.23-29
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• 2006

환형 분사 초음속 이젝터에서는 초음속의 주유동이 벽면을 타고 분사되므로 주유동 노즐 출구(혼합 챔버 입구)에서 혼합챔버의 수축각에 의한 깔때기(funnel) 모양의 경사충격파가 발생한다. 본 연구에서는 이차원(Wedge) 경사충격파와 원뿔(Cone) 경사충격파를 이용하여 간단한 깔때기 경사충격파 모델링(Modeling)을 수행하였다. 이러한 모델링을 이용하여 기존의 이차원 경사충격파를 이용한 이론해석 보다 부유동 압력을 보다 정확히 예측할 수 있었다. 같은 해석 방법을 이용하여 유량비에 대한 초음속 이젝터의 압축비와 단열 효율을 얻을 수 있었다.