• 한국추진공학회지
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• 제25권4호
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• pp.71-77
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• 2021

가스터빈 블레이드를 고온의 주유동으로부터 보호하기 위해 다양한 냉각 기법이 연구되었고, 팬 형상 홀을 포함한 다양한 막냉각 홀 형상에 대해서도 연구가 수행되어왔다. 하지만, 소형 가스터빈에 대한 수요가 증가함에 따라 얇은 벽에 적용할 수 있는 막냉각 홀에 대한 연구가 필요하다. 이에 따라 본 연구에서는 수치해석을 통하여 분사율 1과 2에서 팬 형상 홀의 형상 변수의 영향을 연구하였다. 또한, 원형부 길이와 전방향 및 횡방향 확장각, 세 가지 변수에 대하여 최적화를 수행하였다. 각 분사율에서 최적화된 두 형상은 유사한 형상 변수와 냉각 성능을 갖는 것으로 나타났다.

• 한국추진공학회:학술대회논문집
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• 한국추진공학회 2010년도 제35회 추계학술대회논문집
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• pp.642-647
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• 2010

막냉각은 고온의 연소가스에 장시간 노출되어 있는 공기흡입식 추진기관의 연소실 내벽을 열적으로 보호하기 위해 사용하고 있으며, 슬롯형 냉각라이너를 이용한 막냉각 방법은 냉각특성을 향상시키기 위해 오랫동안 연구되어 왔다. 본 논문에서는 다중 슬롯형 냉각라이너의 연소영역과 냉각영역에서의 기체역학적 유동 및 열전달 계산에 대한 연구결과를 기술하였다.

• 한국군사과학기술학회지
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• 제20권2호
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• pp.246-254
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• 2017

In this paper, cooling characteristics of seeker windows were examined using the Sinda-Fluint software. Various cooling methods were considered to satisfy the limit temperature of the cooled seeker window which would be exposed to excessive aerodynamic heating conditions by varying coolant type and mass flow rate of coolant. Due to the enhanced heat transfer between the coolant and the seeker window, internally cooled seeker window which uses liquid coolant showed lowered temperature distribution in the window compared to internally cooled seeker window which uses gas coolant. External film cooled seeker window also showed good cooling characteristics because it reduces the convective heat flux to the seeker window fundamentally. It was also confirmed that the temperature and the temperature gradient of seeker windows were significantly reduced for the cases which use external film cooling additionally to the gas and liquid cooled seeker window.

• 대한기계학회논문집B
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• 제38권12호
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• pp.1051-1056
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• 2014

열간 압연을 거친 $800^{\circ}C$ 이상의 고온 철강 판재는 일반적으로 다중 봉상 수분류(multiple circular water jets)에 의해서 급속 냉각된다. 이 과정은 소재의 온도가 냉각수의 끓는점보다 훨씬 높기 때문에 소재 표면과 냉각수 사이에 막비등 열전달 현상이 발생하며 소재 표면에 매우 얇은 증기층이 형성되며, 이 증기층은 소재와 냉각수의 열교환을 방해하는 중요한 열저항으로 작용한다. 본 문제에는 비등 열전달 이외에도 소재 표면에 쌓이는 체류수의 자유표면 유동, 소재의 고속 주행 등 복잡한 물리현상들이 복합적으로 작용하고 있다. 본 논문에서는 이 모든 물리현상들을 동시에 고려할 수 있는 해석 절차를 적용하여 일정한 속도로 주행하는 고온 철강 판재의 상하부 동시 냉각 과정을 3 차원 수치해석 하였으며, 소재 상부 및 하부 면의 냉각 특성을 비교하였다.

• 대한기계학회논문집B
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• 제20권4호
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• pp.1363-1375
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• 1996

Oil-film flow visualizations and three-dimensional flow measurements using a five-hole probe have been conducted to investigate three-dimensional flow characteristics and total pressure losses of a row of film-cooling jets injected in spanwise direction. For several span-to-diameter ratios, experiments are performed in the case of three velocity ratios of 0.5, 1.0 and 1.5. The flow measurements show that downstream flow due to the injection is characterized by a single streamwise vortex instead of a pair of counter-rotating vortices, which appear in the case of streamwise injection, and the vortex strength strongly depends on the velocity ratio. Regardless of the velocity*y ratio, presence of the spanwise film-cooling jets always produces total pressure loss, which is pronounced when the velocity ratio is large. It has also been found that the production of the total pressure loss is closely related to the secondary vortical flow. In addition, effects of the span-to-diameter ratio on the flow and total pressure loss are discussed in detail.

• 대한기계학회논문집B
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• 제22권9호
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• pp.1195-1207
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• 1998

Periodic pulsations in the static pressure near turbine surfaces as blade rows move relative to each other is one of the important sources of turbine unsteadiness. The present experiment aims to investigate the effect of the static pressure pulsations on the interaction of film coolant flows from two rows of staggered holes with mainstream and its effect on film cooling heat transfer. Potential flow pulsations are generated by the rotating shutter mechanism installed downstream of the test section, The free-stream Strouhal number based on the boundary layer thickness is in the range of 0.033 - 0.33, and the amplitude of about 10-20%. Measured are time-averaged and phase-averaged velocity variations, pressure variations and temperature distributions of the flow field. Experimental conditions are identified by boundary layer measurements. Injectant behavior is characterized by the measurements of unsteady pressure in the plenum chamber and free-stream static pressure. The film cooling effectiveness is evaluated from the insulated wall temperature measurement. It has been found that bulk flow pulsation provides very large diffusion of the injectants and the effectiveness is significantly reduced by the flow pulsations.

• 한국추진공학회지
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• 제5권1호
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• pp.34-41
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• 2001

고온의 연소가스로부터 노즐 표면을 보호하기 위하여 슬롯을 통하여 냉각 유체를 분사하는 슬롯 막냉각에 대하여 연구하였다. 냉각효율 및 열전달 특성은 주유동과 2차 유동의 분사율에 따라 크게 달라지며, 형상변화 및 유동가속에 의해서도 냉각 효과의 변화를 가져오게 된다. 본 연구에서는 실험을 통하여 축소노즐에서 분사율 변화에 따른 슬롯 막냉각 열전달 특성을 고찰하고, 평판 슬롯 막냉각 경험식의 결과와 비교하였으며, 수치해석을 통하여 축소노즐과 원형관에서의 냉각효율 및 열전달 특성도 비교하였다. 상대적으로 낮은 분사율에서 분사율 증가에 따른 냉각효율의 증가가 크게 나타났으며, 일정 분사율 이상에서는 냉각 효율의 증가가 크게 둔화되었다

• 한국추진공학회:학술대회논문집
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• 한국추진공학회 2009년도 제33회 추계학술대회논문집
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• pp.119-122
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• 2009

본 연구는 친환경 추진제인 과산화수소($H_2O_2$)와 케로신을 추진제로 하는 액체 로켓 엔진에서의 막냉 각 장치 개발을 목적으로 이를 위하여 막냉각링을 설계/제작하고, 수류 시험을 통해 분무 특성과 공급 유량을 확인하였다. 또한 설계/제작된 막냉각링의 성능 예측을 위하여 열해석을 수행하였다. 수류 실험 결과 설계 유량(42.25g/s)이 공급됨을 확인하였고, 상대적으로 유속이 빠르고 홀 개수가 많은 막냉각링이 더 좋은 분무패턴을 보임을 확인하였다. 또한 열해석 결과 설계된 막냉각링이 충분한 냉각 성능을 가짐을 확인하였다.

• 대한조선학회논문집
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• 제42권5호
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• pp.472-478
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• 2005

From a rapid cooling to a slow cooling in the actual cooling process in shipyards, the phase of steel becomes martensite, bainite, ferrite, and pearlite. In order to simulate the cooling process, heat transfer analysis was performed considering the effects of impinging water jet, film boiling, and radiation. From above simulation it is possible to find the cooling speed at the inherent strain region and volume percentage of all phases in that region. By the suggested method based on the precise material properties calculated from volume percentage of all phases, it will be possible to predict the plate deformations by line heating more precisely. It is verified by comparing with some experimental results that the present method is very effective and efficient.

• 한국추진공학회지
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• 제20권2호
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• pp.1-10
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• 2016

고성능 고체 입자 연소를 위해 제안된, 로켓 엔진 기술이 접목된 연소실이 기존 연구를 통해 제시되었고, 본 연구에서는 연소실 벽면의 냉각해석을 수행하였다. 실제 연소실 제작에 앞서 연소율과 함께 냉각성능을 평가하기 위한 수치해석을 수행하였다. 연소실 벽면을 냉각하는 방식중 수냉각 방법을 적용하였고, 연소해석을 수행하여 선정한 냉각유량의 적정성을 검증하였다. 그리고 수냉각과 병행하여 공기 막냉각 방법을 이용한 복합냉각 방식을 적용한 수치해석 연구를 수행하였다. 해석 결과, 공기 막냉각만을 적용한 방식보다 막냉각과 수냉각을 복합적으로 적용한 냉각 방식이 더 우수한 냉각성능을 보였으며, 적용 가능한 범위의 냉각 유량을 산출하였다.