• 한국추진공학회:학술대회논문집
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• 한국추진공학회 2012년도 제38회 춘계학술대회논문집
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• pp.570-573
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• 2012

고고도 모사를 위한 축소형 디퓨저의 성능특성을 파악하기 위해 수치적 연구를 수행하였다. 입구길이를 노즐 출구직경과 비교해 0%, 50%, 100%로 변화시켰고, 디퓨저 목의 길이는 디퓨저 목의 직경과 비교해 3, 5, 7, 8, 12로 다양화하여 수치해석하고 실제 모사실험 값과 비교하였다. 그 결과 디퓨저의 입구길이가 짧아질수록 plume의 형상은 수축되었다. 또한, 디퓨저의 이차목 길이가 디퓨저 지름의 최소 7~8배보다 작으면 내부에 마하디스크가 형성되어 압력의 급격한 상승을 일으킨다.

• 한국추진공학회:학술대회논문집
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• 한국추진공학회 2008년도 제30회 춘계학술대회논문집
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• pp.321-327
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• 2008

초음속 디퓨져를 사용하는 고도모사 장치에서 기존에 연구되었던 일정단면적 형태를 개선해 2차 목 형태 디퓨져의 효과를 고찰하였다. 기 수행 된 일정단면적 디퓨져 정상상태 해석 결과 및 공압시험 데이터를 바탕으로 본 연구의 해석방법을 검증하고, 2차목에 의한 효과를 정량화시키기 위해 노즐전압력과 2차목 면적에 따른 시동성능과 진공챔버압력 변화에 관하여 해석하였다. 일정단면적 디퓨져 내부 벽면 및 중심축을 따른 압력데이터 비교에서 일치하는 거동을 확인했으며, 2차목의 사용에 의해 시동을 위한 노즐 전압력이 현저히 낮아짐을 알 수 있었다. 저팽창비 노즐 사용으로 인하여 2차목에 의한 진공챔버 내 압력 변화는 거의 없음을 관찰하였다.

• 한국전산유체공학회:학술대회논문집
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• 한국전산유체공학회 2009년 춘계학술대회논문집
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• pp.66-69
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• 2009

New design configurations were developed based on the closed ventilation type igloo nozzle in contrast to the conventional open distribution type. To validate the enhanced performance, the prediction of the exhaust flow patterns of the igloo diffuser was carried out by both experimental and computational simulations. CFD provided detailed parametric studies that significantly reduced the amount of experimentation necessary to alter the design of existing the F-15K igloo exhaust diffuser.

• 한국추진공학회:학술대회논문집
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• 한국추진공학회 2007년도 제28회 춘계학술대회논문집
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• pp.303-306
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• 2007

고고도 모사용 초음속 디퓨져의 설계 및 작동인자에 대한 영향을 파악하기 위하여 압축성 축대칭 Wavier-Stokes 방정식 기반의 two-layer k-$\varepsilon$ 난류 수치해석과 실험 결과를 비교 분석하였다. 디퓨져의 설계 및 작동인자인 노즐과 디퓨져의 면적비, 진공챔버의 크기, 제트의 공급압력에 대한 디퓨져내 유동 발달과 디퓨져 작동 특성을 살펴보았다.

• 한국가시화정보학회지
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• 제15권3호
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• pp.20-26
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• 2017

The two-fluid equations are widely used to simulate two-phase flows in a nuclear reactor. For the two-fluid momentum equation, the wall and interfacial drag terms play an important role in predicting a two-phase flow behavior. Since the bubble density is much smaller than the water density, the bubble accelerates faster than the liquid in a nozzle. As a result, the bubble phase becomes faster than the liquid phase in the nozzle. In contrast, the opposite phenomena occur in the diffuser. The purpose of our study is to experimentally show these behaviors in an area-varying channel such as nozzle and diffuser. Experiments were made of turbulent bubbly flows in an area-varying horizontal channel. The velocities of the bubble and liquid phases were measured by the PIV technique. It was shown that the two-phase velocities were no longer close to each other in the area-varying regions. The bubble was faster than the liquid in the nozzle; in contrast, the bubble was slower than the liquid in the diffuser. Code simulations were also performed using the MARS code. By replacing the original wall drag model in the MARS code with Kim (1)'s wall drag partition model, we obtained the simulation results being consistent with experimental observations.

• 대한기계학회논문집B
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• 제24권11호
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• pp.1535-1539
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• 2000

A sonic nozzle is used as a reference flow meter in the area of gas flow rate measurement. The critical pressure ratio of sonic nozzle is an important factor in maintaining its operating condition. ISO9300 suggested the critical pressure ratio of sonic nozzle as a function of area ratio. In this study, 13 sonic nozzles were made by the design of ISC9300 with different half diffuser angles of 2。 to 8。 and throat diameters of 0.28 to 4.48 mm. The test results of half diffuser angles below 8。 ar quite similar to those of ISO9300. On the other hand, the critical pressure ratio for the nozzle of 8。 decreases by 5.5% in comparison with ISO9300. However, ISO9300 does not predict the critical pressure ratio at lower Reynolds numbers than 10(sup)5. Therefore, it is found that it is a better way for the flow of low Reynolds number to express the critical pressure ratio of sonic nozzle as a function of Reynolds number than area ratios. A correlation equation of critical pressure is introduced with uncertainty $\pm$3.2 % at 95% confidence level.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제15권5호
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• pp.2610-2616
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• 2014

이젝터는 펌프의 일종으로서 고압의 유체가 지닌 압력에너지를 이용하여 흡입 유체를 빨아들여 이송하는 기계장치이다. 본 논문은 유한체적법 기반의 CFD 분석을 이용하여 이젝터의 성능에 영향을 미치는 혼합실 형상에 따른 영향을 조사하였다. 혼합실 내부의 노즐 직경과 노즐목 길이, 그리고 노즐 끝단과 유체가 외부로 빠져나가는 디퓨저 입구까지의 거리를 변화시키면서 성능을 좌우하는 흡입유체가 가장 잘 흡입되는 최적의 조건을 조사하였다. 연구 결과 이젝터의 성능은 노즐의 직경이 가장 큰 영향을 나타내는 것을 확인하였다. 혼합실 내부 노즐의 직경이 감소함에 따라 혼입율이 증가하는 것을 확인하였고 노즐 직경이 증가할수록 혼입율이 감소되는 것을 확인하였다. 반면 노즐목 길이, 노즐끝단과 디퓨저 입구까지의 거리에 대한 영향은 미비한 것으로 확인되었다. 마지막으로 CFD분석 자료를 토대로 인공신경망을 이용하여 더욱 구체적인 이젝터 혼합실 형상, 노즐 직경 23.8mm를 제시하였다.

• 설비공학논문집
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• 제17권6호
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• pp.544-551
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• 2005

The flow characteristics have been numerically investigated for various shapes of the diffuser/nozzles which are used for a valveless micro-pump. The important parameters considered in this study are the throat width ($15\~120\mu$m), the taper angle ($3.15\~25.2^{\circ}$), and the diffuser length ( $600\~4,800\mu$m), and the size of the middle chamber ($1\~16mm^2$). To find the optimal values for these parameters, steady state calculations have been performed assuming the constant pressure difference between the inlet and exit of the flow For the taper angle and the throat width, it is found that there exists an optimum at which the net flow rate is the greatest. The optimal taper angle is in the range of $10\~20^{\circ}$ for all the pressure differences; and the throat width indicates an optimal value near $75\mu$m for the case of 35 kPa pressure difference. The net flow rate is also influenced by the size of the middle chamber. With decreasing chamber size, the net flow rate is reduced because of the interference between two streams flowing into the middle chamber. The unsteady pulsating flow characteristics for a micro-pump with a given diffuser/nozzle shape have been also investigated to show the validity of the steady state parametric study.

• 대한기계학회:학술대회논문집
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• 대한기계학회 2000년도 춘계학술대회논문집B
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• pp.520-524
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• 2000

A ejector system is one of the fluid machinery, which has been mainly used as an exhaust pump or a vacuum pump. The ejector system has often been pointed out to have only a limited efficiency because it is driven by pure shear action and the mixing action between primary and secondary streams. In the present work, numerical simulations were conducted to investigate the effects of the geometry and the mass flow ratio of supersonic ejector-diffuser systems on their mixing performance. A fully implicit finite volume scheme was applied to solve the axisymmetric Navier-Stokes equations, and the standard ${\kappa}-{\varepsilon}$ turbulence model was used to close the governing equations. The flow fields of the supersonic ejector-diffuser systems were investigated by changing the ejector throat area ratio and the mass flow ratio. The existence of the second throat strongly affected the shock wave structure inside the mixing tube as well as the spreading of the under-expanded jet discharging from the primary nozzle, and served to enhance the mixing performance.

• 한국해안·해양공학회논문집
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• 제24권2호
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• pp.77-83
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• 2012

수평축 조류발전 시스템에 사용되는 쉬라우드의 기하학적 형상각도별 해수의 유동장 특성을 전산유체역학을 통해 분석하였다. 쉬라우드를 포함한 전체 유동장 내 해수의 유속 분포는 일정한 조류속도조건에서 쉬라우드의 형상에 따라 크게 영향을 받으며 특히 발전성능에 직접적으로 영향을 미치는 쉬라우드 내 최대유속의 위치 및 크기는 형상 별로 큰 차이가 있다. 실린더와 디퓨저부분의 길이가 같은 실린더-디퓨저 형태의 쉬라우드에서는 실린더 영역에서 비교적 높은 유속분포가 형성되었으며 노즐과 디퓨저부분의 길이가 같은 대칭구조의 노즐-디퓨저에서는 내경이 최소인 지점에서 국부적으로 나타났다. 실린더-디퓨저 쉬라우드에서 조류속도에 비해 높은 유속이 형성되었으며 중심축상의 유속은 노즐-디퓨저와는 다르게 쉬라우드 입구 근처에서 점차 증가하기 시작하여 실린더부분의 중앙 부근에서 피크값을 지나 디퓨저에서 급격히 감소한 후 다시 일정한 속도로 유지되어 가는 특성을 나타내었다. 이러한 쉬라우드의 형상과 해수유동장 변화특성에 대한 분석결과는 효율적인 조류발전시스템을 위한 쉬라우드의 최적설계에 응용될 수 있을 것으로 기대된다.