• 제목/요약/키워드: Correctly-expanded Flow

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초음속 적정 팽창 제트 유동에 관한 연구 (Study of the Correctly-Expanded Supersonic Jets)

  • 정미선;김재형;김희동
    • 대한기계학회:학술대회논문집
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    • 대한기계학회 2002년도 학술대회지
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    • pp.127-130
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    • 2002
  • Supersonic jet flow has been applied to many various industrial applications of manufacturing fields. Such a supersonic jet is generally classified by three flow patterns, depending on the flow state at nozzle exit, that is, under-, correctly- and over-expanded flows. Of these three flows, the correctly-expanded supersonic jet is most frequently used since it provides a maximum performance of a flow device. However detailed information on what conditions are the Jet correctly expanded at the exit of nozzle is not well known. In the current study, computations are applied to the axisymmetric, compressible, Navier-Stokes equations. The design Mach number used are 2.0,1.2 and 2.6. The computational results obtained are compared with the previous experimental ones. A theoretical analysis is conducted to predict the major features of the correctly-expanded jet. The results show that the jet core length is increased as Mach number is increased.

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초음속 마이크로 제트 유동에 관한 기초적 연구 (A Fundamental Study of the Supersonic Microjet Flow)

  • 정미선;김현섭;김희동;박종호
    • 한국추진공학회지
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    • 제6권1호
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    • pp.63-70
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    • 2002
  • 본 연구에서는 초음속 및 음속 마이크로 제트 유동의 특성을 파악하기 위해서 2차원 축대칭 압축성 Navier-Stokes 방정식을 이용한 수치해석을 수행하였다. 수치해석에서는 여러 형태의 난류모델을 적용하여 실험결과와 비교하였으며, 부족팽창과 과팽창 상태를 얻기 위하여 노즐 출구의 압력비 $P_b/P_e$를 0.2~l.25로 변화시켰다. 또, 레이놀즈 수 Re를 약 600~40000까지의 범위에서 변화시켜, $P_b/P_e$와 Re가 마이크로 제트 유동장에 미치는 영향을 조사하였다. 본 연구로부터 층류 제트의 특성은 난류 제트와는 달리 레이놀즈 수의 의존성이 크다는 것을 알았다.

A Numerical Study of the Performance of a Contoured Shock Tube for Needle-free Drug Delivery

  • Rasel, Md. Alim Iftekhar;Kim, Heuy Dong
    • 한국가시화정보학회지
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    • 제10권2호
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    • pp.32-38
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    • 2012
  • In recent years a unique drug delivery system named as the transdermal drug delivery system has been developed which can deliver drug particles to the human skin without using any external needle. The solid drug particles are accelerated by means of high speed gas flow through a shock tube imparting enough momentum so that particles can penetrate through the outer layer of the skin. Different systems have been tried and tested in order to make it more convenient for clinical use. One of them is the contoured shock tube system (CST). The contoured shock tube consists of a classical shock tube connected with a correctly expanded supersonic nozzle. A set of bursting membrane are placed upstream of the nozzle section which retains the drug particle as well as initiates the gas flow (act as a diaphragm in a shock tube). The key feature of the CST system is it can deliver particles with a controllable velocity and spatial distribution. The flow dynamics of the contoured shock tube is analyzed numerically using computational fluid dynamics (CFD). To validate the numerical approach pressure histories in different sections on the CST are compared with the experimental results. The key features of the flow field have been studied and analyzed in details. To investigate the performance of the CST system flow behavior through the shock tube under different operating conditions are also observed.

메쉬 스크린을 이용한 초음속 제트소음 저감법에 관한 실험적 연구 (Study on Supersonic Jet Noise Reduction Using a Mesh Screen)

  • 권용훈;임채민;김희동
    • 한국추진공학회:학술대회논문집
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    • 한국추진공학회 2006년도 제27회 추계학술대회논문집
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    • pp.377-381
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    • 2006
  • 본 논문에서는 노즐출구 단면에 설치된 메쉬 스크린을 이용하여 초음속 제트 소음 제어하기 위한 실험을 수행하였다. 메쉬 스크린은 미소 직경을 가진 스테인레스 철사들로 만들어졌으며 철망 형태이다. 노즐 압력비는 과팽창에서 부족팽창된 초음속 제트를 얻기 위해 다양하게 변화시켰다. 초기 제트 전단층을 교란하기 위해, 메쉬 스크린의 중앙 부분에 구멍을 만들었으며 그 구멍크기는 메쉬 스크린의 소음 저감효과를 조사하기 위해 변화시켰다. 유동장을 가시화하기 위해 쉴리렌 광학 장치를 사용하였고 OASPL과 소음 스펙트럼을 얻기 위해 음향을 측정하였다. 본 실험으로부터 얻어진 결과는 메쉬 스크린이 스크리치 톤을 상당히 억제하였으며, 메쉬 스크린의 구멍크기는 초음속 제트 소음을 저감하는 중요한 인자였다. 과팽창된 제트인 경우, 소음 저감효과는 적정팽창과 부족팽창된 제트에서의 저감효과보다 매우 크게 나타났다.

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초음속 코히어런트 제트에 관한 기초적 연구 (A Fundamental Study of the Supersonic Coherent Jet)

  • 정미선;조위분;김희동
    • 대한기계학회:학술대회논문집
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    • 대한기계학회 2003년도 춘계학술대회
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    • pp.2139-2144
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    • 2003
  • In steel-making processes of iron and steel industry, the purity and quality of steel can be dependent on the amount of CO contained in the molten metal. Recently, the supersonic oxygen jet is being applied to the molten metal in the electric furnace and thus reduces the CO amount through the chemical reactions between the oxygen jet and molten metal, leading to a better quality of steel. In this application, the supersonic oxygen jet is limited in the distance over which the supersonic velocity is maintained. In order to get longer supersonic jet propagation into the molten metal, a supersonic coherent jet is suggested as one of the alternatives which are applicable to the electric furnace system. It has a flame around the conventional supersonic jet and thus the entrainment effect of the surrounding gas into the supersonic jet is reduced, leading to a longer propagation of the supersonic jet. The objective of the present study is to investigate the supersonic coherent jet flow. A computational study is carried out to solve the compressible, axisymmetric Navier-Stokes equations. The computational results of the supersonic coherent jet are compared with the conventional supersonic jet.

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