• 한국항공우주학회지
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• 제47권3호
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• pp.169-176
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• 2019

본 연구에서는 희박기체 환경의 유동 정보를 효과적으로 계산하기 위해 CFD 해석기법과 DSMC 해석기법 간 연계 해석을 수행하는 CFD/DSMC 혼합해석기법을 개발하였으며, 개발된 해석기법을 이용하여 천이영역에서의 고속 비행체 주위 유동에 대한 해석을 수행하였다. 해석 형상으로는 콘과 실린더 형태로 이루어진 FRESH-FX 형상으로 고려하였고, 혼합해석기법의 결과는 순수 CFD 및 DSMC 해석 결과와 비교하였다. 천이영역의 대기가 상대적으로 희박하여 초음속 유동에서 발생하는 충격파의 구배 및 세기가 약화된 것을 확인하였다. 순수 CFD 해석 결과와는 차이를 보였고, 순수 DSMC 해석 결과와 거의 일치하는 결과를 도출하는 것을 확인하였다. 또한, 순수 DSMC 계산시간보다 해석 시간이 감소하였다. 이를 통해 혼합해석기법의 결과에 대한 신뢰성 및 해석 시간에서의 효율을 확인하였다.

• 한국추진공학회:학술대회논문집
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• 한국추진공학회 2007년도 제28회 춘계학술대회논문집
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• pp.30-33
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• 2007

고고도에서의 노즐 플룸 해석에 가장 일반적으로 사용되는 CFD 기법은 DSMC 방법이다. 본 논문에서는 DSMC 방법으로 만들어진 러시아 ITAM 연구소의 SMILE 코드를 사용하여 Rothe 마이크로노즐 내부유동을 시뮬레이션 하였다. 또한, SMILE 코드 결과의 유효성(신뢰성)을 확보하기 위하여 레이놀즈 수에 따른 노즐 내부 centerline의 온도를 Rothe의 실험치와 비교하여 검증하였다.

• 지구물리와물리탐사
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• 제12권4호
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• pp.281-288
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• 2009

한반도의 감쇠상수에 대한 고유 및 산란감쇠 분리가 최근 해석적인 방법으로 수행되었으나, 깊이에 따라 변하는 산란구조를 고려하기 위해서는 해석적인 방법보다는 수치적인 방법을 써야한다. 그런데, 수치적인 방법의 일종인 Direct Simulation Monte Carlo(DSMC)법은 1차원부터 3차원에 이르기까지 확장성이 좋은 방법이나, 이를 이용한 조사는 잘 이루어지지 않고 있는 상황이다. 븐 연구에서는 해석적인 방법과 DSMC법을 소개하고, 균일한(isotropic)산란 모델에 대하여 두 방법의 결과 값을 비교하였다. 그 결과, 산란감쇠계수$\eta_s$는 동일하나 고유감쇠계수($\eta_i$)의 경우 해석적인 방법이 DSMC 방법보다 값과 그 오차 범위가 더 컸다. 더욱이 DSMC법으로 구한 $Q^{-1}_t$값이 한반도의 기존 연구결과에 가까운 것으로 보아, DSMC법이 한반도의 감쇠상수 분리에 보다 신뢰도 높은 결과를 도출할 수 있는 것으로 보인다.

• 한국전산유체공학회:학술대회논문집
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• 한국전산유체공학회 1995년도 추계 학술대회논문집
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• pp.235-240
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• 1995

The paper describes hypersonic rarefied flow of helium and nitrogen over a flat plate by the direct simulation Monte Carlo (DSMC) method. The effect of incomplete accommodation and plate thickness are analyzed and the computational results are compared with wind tunnel test data. Also computational aspects of the method are outlined.

• 한국추진공학회:학술대회논문집
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• 한국추진공학회 2011년도 제37회 추계학술대회논문집
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• pp.769-771
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• 2011

KSLV-I 2단에 탑재된 위성은 KM과 충돌하지 않도록 오염 및 충돌 회피 기동(CCAM)을 수행하게 된다. 이때 위성이 KM 잔류 추력 Plume의 밀도가 충분히 낮은 영역을 통과해야만 오염을 피할 수 있으며, 이를 확인하기 위해서는 Plume 유동장의 정확한 예측이 필수적이다. 본 논문에서는 다양한 희박기체 유동해석에 사용되어 그 정확도가 검증된 DSMC 기법을 사용하는 러시아 ITMA 연구소의 SMILE Code를 이용하여 위성과 분리된 KM의 잔류추력에 의한 Plume의 밀도장을 시뮬레이션 하여 분포를 예측하였고, 그 결과의 신뢰성을 확인하기 위하여 KM 노즐 내부의 밀도장은 Fluent의 결과와 비교하여 그 타당성을 입증하였다.

• 대한기계학회:학술대회논문집
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• 대한기계학회 2003년도 추계학술대회
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• pp.816-821
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• 2003

The pumping characteristics of a disk-type drag pump (DTDP) from free molecular flow region to the slip flow region are calculated by the direct simulation Monte Carlo (DSMC) method. In this study, the pumping performance is studied numerically for several channel depths. The interaction between molecules is modeled by variable hard-sphere (VHS). The no time counter method is used as a collision sampling technique. The clearance between rotor and stator is considered an effect on performance. Spiral channels are cut on both upper and lower sides of rotating disks, and stationary disks are planar. A three-dimensional DSMC method for the analysis of steady rarefied flows in a single-stage DTDP has been developed. Velocity and density fields were obtained by the DSMC simulation in the rotor. The present experimental data in the outlet pressure range of $7.5{\times}10^{-3}{\sim}4$ Torr were compared with the DSMC results in the single-stage DTDP. Comparison between the experimental data and DSMC results showed good agreement.

• International Journal of Aeronautical and Space Sciences
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• 제16권3호
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• pp.347-359
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• 2015

A method of describing the rovibrational energy transitions and coupled chemical reactions in the direct simulation Monte Carlo (DSMC) calculations is constructed for $H(^2S)+H_2(X^1{\Sigma}_g)$ and $He(^1S)+H_2(X^1{\Sigma}_g)$. First, the state-specific total cross sections for each rovibrational states are proposed to describe the state-resolved elastic collisions. The state-resolved method is constructed to describe the rotational-vibrational-translational (RVT) energy transitions and coupled chemical reactions by these state-specific total cross sections and the rovibrational state-to-state transition cross sections of bound-bound and bound-free transitions. The RVT energy transitions and coupled chemical reactions are calculated by the state-resolved method in various heat bath conditions without relying on a macroscopic properties and phenomenological models of the DSMC. In nonequilibrium heat bath calculations, the state-resolved method are validated with those of the master equation calculations and the existing shock-tube experimental data. In bound-free transitions, the parameters of the existing chemical reaction models of the DSMC are proposed through the calibrations in the thermochemical nonequilibrium conditions. When the bound-free transition component of the state-resolved method is replaced by the existing chemical reaction models, the same agreement can be obtained except total collision energy model.

• 대한기계학회:학술대회논문집
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• 대한기계학회 2005년도 창립60주년 기념 추계 학술대회
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• pp.62.1-62.1
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• 2005

• International Journal of Aeronautical and Space Sciences
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• 제1권2호
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• pp.1-8
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• 2000

The flow in low-density plumes expanding into a region of finite pressure shows a quite different behavior from that observed in low-density plumes expanding into a vacuum. The flow structure in the plume varies depending on applied ambient and stagnation chamber conditions. In the present study, the direct simulation Monte-Carlo (DSMC) method based on molecular gas dynamics is employed in the analysis of low-density gas flows expanding through a small converging/diverging nozzle. Special attention has been paid to the effect of non-zero ambient and stagnation pressures on the flow structure which has rarely been studied using the DSMC method.

• 항공우주기술
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• 제8권1호
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• pp.144-153
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• 2009

일반적으로 노즐 출구 부근에서 준연속체 상태로 방출된 추력기 플룸 유동은 노즐출구에서 멀어질수록 천이영역을 거쳐 자유분자 영역에 도달하기 때문에 희박영역에서의 추력기 플룸 영향을 연구하기 위해서는 광범위한 유동영역의 모델링이 가능한 직접모사법(DSMC)이 주로 사용된다. 본 논문에서는 희박영역에서 소형 단일추진제 추력기의 플룸 거동을 직접모사법을 이용해 수치적으로 예측하는 것이 목적이다. 정확한 결과를 효율적으로 유추하기 위해 예조건화 기법을 노즐 내부 연속체 영역의 해석에 도입하였으며, 이로부터 얻은 노즐 출구의 물성치 결과들을 직접모사법의 유입조건으로 적용하였다. 이렇게 두 기법을 결합하여 사용한 결과, 노즐 출구 부근에서 발생되는 강한 비평형성 및 넓은 후방 유동 영역 등과 같이 희박영역에서 플룸이 가지는 고유의 특성들을 확인할 수 있었다.