임계마하수란 에어포일의 표면에서 음속에 도달하는 부분이 생기기 시작하는 가장 낮은 Mach number라 한다. 임계마하수는 천음속에서 자유류가 임계마하수보다 조금 커지면 항력이 급격하게 증가하게 된다. 그렇기 때문에 임계마하수가 큰 에어포일이 천음속 항공기 설계에 있어서 매우 중요한 역할을 하게 된다. 이번 연구는 학부과정에서 배운 임계마하수에 대해 정의하고, EDISON_CFD를 이용하여 에어포일에 따라서 임계마하수가 달라지는 것을 확인해 보았다. 그 결과 에어포일이 두꺼워질수록 낮은 마하수에서 Shock이 발생하는 것을 확인할 수 있었다. 마지막으로 EDISON_CFD를 이용하여 계산된 임계마하수 값과 이론값을 비교한 결과, 높은 정확도를 확인할 수 있었다.
임계마하수보다 큰 자유흐름 마하수에서는 충격파의 발생으로 인해 급격한 항력증가가 발생하므로, 임계마하수 증가는 고속 공기역학에서 중요한 분야로 다뤄지고 있다. Whitcomb R. T.에 의해 천음속영역에서 순항할 수 있는 초임계익형이 개발되었으나, 충격파 제어 기법들에 대한 실험적인 검증은 형상 제작의 어려움으로 인해 한계를 지닌다. 따라서 본 논문에서는 2D_Comp-2.1_P와 Prandtl-Glauert 압축성 보정식을 이용하여 NACA0012와 RAE2822의 임계마하수를 해석하고, 충격파 제어 장치 중 하나인 Bump를 RAE2822에 설치하여 임계마하수를 향상시키기 위한 연구를 수행하였다. 연구 결과 충격파를 압축파로 분산시켜 충격파의 강도를 약화시키고, 양항비의 4.7% 증가를 확인하였다. 따라서 Bump를 설계한 RAE2822가 기본 익형보다 높은 천음속 조건에서 효율적인 공력특성을 가지는 것을 확인하였다.
Park, M.Y.;Noh, K.H.;Park, S.H.;Lee, J.W.;Byun, Y.H.
Journal of computational fluids engineering
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v.13
no.2
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pp.8-13
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2008
A supersonic viscous flow over a five-degree half-angle cone is studied computationally with three-dimensional Navier-Stokes equations. Steady asymmetric solutions show that the asymmetric flow separation is caused by convective instability. The effects of angle of attacks, Reynolds numbers, and Mach numbers have been investigated and it is found that those factors affect the generation of the side force. The side force has the maximum value at ${\alpha}=22^{\circ}$, while over ${\alpha}=22^{\circ}$, asymmetric vortex becomes transient, which results in the unsteady shedding. At the angle of attack of 22 degrees, the side force increases with Reynolds number and decreases with Mach number. The increase of the side force stops over the critical Reynolds number for the present configuration.
International Journal of Aeronautical and Space Sciences
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v.13
no.1
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pp.43-57
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2012
In a modern aircraft, there are many variations in its mass, stiffness, and aerodynamic characteristics. Recently, an analytical approach was proposed, and this approach uses the idea of uncertainty to find out the most critical flight flutter boundary due to the variations in such aerodynamic characteristics. An analytical method that has been suggested to predict robust stability is the mu method. We previously analyzed the robust flutter boundary by using the mu method, and in that study, aerodynamic variations in the Mach number, atmospheric density, and flight speed were taken into consideration. The authors' previous attempt and the results are currently quoted as varying Mach number mu analysis. In the author's previous method, when the initial flight conditions were located far from the nominal flutter boundary, conservative predictions were obtained. However, relationships among those aerodynamic parameters were not applied. Thus, the varying Mach number mu analysis results required validation. Using an optimization approach, the varying Mach number mu analysis was found out to be capable of capturing a reasonable robust flutter boundary, i.e., with a low percentage difference from boundaries that were obtained by optimization. Regarding the optimization approach, a discrete nominal flutter boundary is to be obtained in advance, and based on that boundary, an interpolated function was established. Thus, the optimization approach required more computational effort for a larger number of uncertainty variables. And, this produced results similar to those from the mu method which had lower computational complexity. Thus, during the estimation of robust aeroelastic stability, the mu method was regarded as more efficient than the optimization method was. The mu method predicts reasonable results when an initial condition is located near the nominal flutter boundary, but it does not consider the relationships that are among the aerodynamic parameters, and its predictions are not very accurate when the initial condition is located far from the nominal flutter boundary. In order to provide predictions that are more accurate, the relationships among the uncertainties should also be included in the mu method.
The present study is aiming at improving the performance of main nozzle of an air jet loom with a modified reed and auxiliary nozzles. The double coaxial pipe jets consisting of a central air jet and an annular air jet have been experimentally investigated. The duter jet has a potential core and a constant velocity. The inner jet through an inner long pipe is induced by the subatmospheric pressure near the inner nozzle edge, and the jet velocity of an inner pipe is always lower than that of a outer pipe. The static pressures of the main nozzle over a wide range of the nozzle tank pressure were measured, and the nozzle velocity and Mach numbers were analytically calculated. Experiment81 results indicate that the critical condition of Mach number of unity to occur at the two positions in a main nozzle; one of them is the needle tip and the other is the acceleration tube exit An increase in the tank pressure causes the critical throat condition to occur at the two positions above. The velocity of acceleration-tube exit is maximum at the critical length L* and flow patter in acceleration-tube over critical lengh remains unstable.
Proceedings of the Korean Society of Propulsion Engineers Conference
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2006.11a
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pp.393-396
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2006
This paper presents the characteristics of the performance parameters of dual mode(ramjet-scramjet combined) engine, inlet and combustor for wide range of flight Mach number, resulted from the analysis of its operating limitations. The transitional-critical flight Mach number from ramjet to scramjet and the performance of two types of combustors, such as constant pressure- and constant area- combustor, are conceptually evaluated.
Transactions of the Korean Society for Noise and Vibration Engineering
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v.15
no.10
s.103
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pp.1177-1185
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2005
This paper investigates the noise radiated by a cascade of flat-plate airfoils interacting with homogeneous, isotropic turbulence. At frequencies above the critical frequency, all wavenumber components of turbulence excite propagating cascade modes, and cascade effects are shown to be relatively weak. In this frequency range, acoustic power was shown to be approximately proportional to the number of blades. Based on this finding at high frequencies, an approximate expression is derived for the power spectrum that is valid above the critical frequency and which is in excellent agreement with the exact expression for the broadband power spectrum. The approximate expression shows explicitly that the acoustic Power above the critical frequency is proportional to the blade number, independent of the solidity, and varies with frequency as ${\phi}_{ww}(\omega/W$), where ${\phi}_{ww}$ is the wavenumber spectrum of the turbulence velocity and W is mean-flow speed. The formulation is used to perform a parametric study on the effects on the power spectrum of the blade number stagger angle, gap-chord ratio and Mach number. The theory is also shown to provide a close fit to the measured spectrum of rotor-stator interaction when the mean square turbulence velocity and length-scale are chosen appropriately.
HALLMAN ERIC J.;RYU DONGSU;KANG HYESUNG;JONES T. W.
Journal of The Korean Astronomical Society
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v.37
no.5
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pp.593-596
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2004
We introduce a method of identifying evidence of shocks in the X-ray emitting gas in clusters of galaxies. Using information from synthetic observations of simulated clusters, we do a blind search of the synthetic image plane. The locations of likely shocks found using this method closely match those of shocks identified in the simulation hydrodynamic data. Though this method assumes nothing about the geometry of the shocks, the general distribution of shocks as a function of Mach number in the cluster hydrodynamic data can be extracted via this method. Characterization of the cluster shock distribution is critical to understanding production of cosmic rays in clusters and the use of shocks as dynamical tracers.
Shock wave boundary layer interactions can make flows around a vehicle be very high pressure and temperature due to pass shock waves in small areas of the hypersonic vehicle. These phenomena can affect a critical problem in the design of hypersonic vehicles. To research the effect of shock wave boundary layer interactions, comer flows were studied in this paper using numerical studies with the NSMB (Navier-Stokes Multi Block) solver and then comparing corresponding numerical results with experimental data of the Huston High Speed Flow Field Workshop II. The mach number of flows is 12.3 in comer flows. The comparison with the computational result is presented based on diverse numerical schemes. Good agreement is obtained.
Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers
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v.12
no.6
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pp.1407-1414
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1988
Deviation angles are predicted by numerical calculation of three-dimensional compressible flow through the rotating blade row in axial flow compressor. Three-dimensional flow fields are analyzed by the quasi three-dimensional combination of blade-to blade surfaces and hub-to shroud stream surfaces and calculated by the finite element method in the cyclic calculation of both stream surfaces. In the blade-to blade calculations the method of boundary stream line correction is used and in the hub-to shroud calculations the loss effects due to viscous flow are included. The computational results are compared with the available experimental one. It is shown that the computational results from blade-to-blade flow calculation are correct for incompressible, compressible low subsonic and high subsonic flow at the inlet, and the loss effects on the deviation angle can be neglected in the range of the subsonic flow less than the critical Mach number for the axisymmetric flow and even for 3-D non-axisymmetric flow with loss. And it is found that the present results are better agreed with the experimental data than Lieblein's one.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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