• 한국추진공학회:학술대회논문집
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• 한국추진공학회 2004년도 제22회 춘계학술대회논문집
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• pp.85-92
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• 2004

As a research to develop a SCRAM jet engine is actively conducted, a necessity to produce a high-enthalpy flow in a laboratory is increasing. In order to develop the SCRAM-jet engine, stabilized combustion in a supersonic flow-field should be attained, in which a duration time of flow is extremely short. Therefore, a mixing process of breathed air and fuel, which is injected into supersonic flow-fields is one of the most important problem. Since, the flow inside SCRAM jet engine has high-enthalpy, an experimental facility is required to produce such high-enthalpy flow-field. In this study, a detonation-driven shock tunnel was built and was used to produce high-enthalpy flow. Further-more, SCRAM jet engine model equipped backward-facing step was installed at test section and flow-fields were visualized using color-schlieren technique and high speed video camera. The fuel was injected perpendicular to the flow of Mach number three behind backward-facing step. The height of the step, distance of injection and injection pressure were changed to investigate the effects of step on a mixing characteristic between air and fuel. The schlieren photograph and pressure histories show that the fuel was ignited behind the step.

• Journal of the Korean Society for Industrial and Applied Mathematics
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• 제15권1호
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• pp.67-82
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• 2011

Calculation of accurate wall heat flux for high enthalpy flows requires a dense grid system, which leads to significantly large computational time. A high-order scheme can improve the efficiency of calculation because wall heat flux can be obtained accurately even with a relatively coarse grid system. However, conventional high order schemes have some drawbacks such as oscillations near a discontinuity and instability in multi-dimensional problem. To resolve these problems, enhanced Multi-dimensional Limiting Process(e-MLP) was applied as a high-order scheme. It could provide robust and accurate solutions with high order accuracy in calculation of high enthalpy flows within a short time. We could confirm the efficiency of the high order e-MLP scheme through grid convergence tests with different grid densities in a hypersonic blunt nose problem.

• 한국항공우주학회지
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• 제41권9호
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• pp.700-707
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• 2013

0.4 MW 급 분절형 아크 히터를 장착한 전북대학교 플라즈마 풍동의 초음속 유동 특성 실험을 수행하고 그 결과를 분석하였다. 실험에 사용된 분절형 아크 히터와 초음속 노즐은 16.3 g/s 의 질량유량에 대해 전극 당 150 A, 전체 300 A의 입력전류 조건으로 운전되었으며, 운전 결과 350 kW의 입력전력과 약 51.4 %의 열효율이 계측되었다. 이 때, 아크 히터 내 고엔탈피 플라즈마의 내부압력은 약 4 bar 로 측정되었으며, 이를 초음속 노즐을 통해 압력 45 mbar로 유지되는 진공쳄버 내로 팽창시킴으로써, 전체 엔탈피 11 MJ/kg을 가진 초음속 플라즈마 유동을 얻을 수 있었다. 전체 엔탈피 측정과 함께, 생성된 초음속 플라즈마 유동에 대해 원뿔각 $30^{\circ}$를 가진 원뿔 탐침을 삽입하여 경사 충격파와 이루는 각을 측정하였으며, 이 측정값들로부터, 발생된 초음속 플라즈마의 온도와 마하 수는 각각 약 2,950 K 및 약 3.7에 이를 것으로 예상되었다.

• 한국추진공학회:학술대회논문집
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• 한국추진공학회 2011년도 제37회 추계학술대회논문집
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• pp.224-227
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• 2011

공기흡입 엔진 부품의 고온 분출냉각 시험장치에서의 엔탈피값을 구하기 위하여, 시험부 유동에 대한 이론적 계산 및 측정을 수행하였다. 열평형 및 음속유동 방법에 의해 계산된 질량평균 엔탈피 값은 10 MJ/kg 이며, 슬러그형 구리 열량계를 사용하여 측정된 유동 중심에서의 엔탈피 값은 15 MJ/kg이었다. 일반적으로, 유동 중심 대 질량평균 엔탈피 비의 범위는 1.4에서 4이다. 본 시험장치는 고온 분출냉각 시험에 효과적인 낮은 엔탈피 구배를 갖는 것으로 나타났다.

• 한국추진공학회지
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• 제22권5호
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• pp.115-124
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• 2018

전북대학교 고온플라즈마응용연구센터에서는 지구 재진입 및 고온재료의 열부하 평가를 위해 0.4 MW 급 아크가열플라즈마 풍동을 이용한 내열재료의 삭마 거동 등을 연구해 오고 있다. 아크가열 플라즈마 풍동은 고엔탈피 플라즈마를 발생시켜 다양한 고열부하의 극한 환경을 만들어 낸다. 이를 위해서는 플라즈마 토치내에 공기유량과 입력전류 등을 조절하여 다양한 열유속을 형성한다. 본 연구는 0.4 MW 아크가열 플라즈마 풍동의 다양한 방전 특성에 대해 조사하였다.

• 대한기계학회논문집B
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• 제24권9호
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• pp.1166-1174
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• 2000

This work presents a two-dimensional quasi-steady state model to study the fluid flow and heat transfer in high-power density welding process of thin AISI-304 stainless steel plates. The enthalpy method and the finite volume method were used for a numerical analysis of the mushy region phase change as well as the heat flow at the weld pool and the heat-affected zone. The results show that the mushy region distributed around the weld pool becomes wider downstream and the surface heat losses by convection and radiation can be significant factors in welding process especially when a welding speed is relatively low.

• 한국항공우주학회지
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• 제46권8호
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• pp.652-661
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• 2018

고속 고온 유동에서 나타나는 고온 기체 현상을 모사하기 위해서는 마하수뿐 아니라 절대속도도 재현할 수 있어야 한다. 이러한 유동을 초음속 유동과 구분하여 극고속 유동이라 부르며, 충격파 터널과 같은 고엔탈피 시험 장치를 통해 연구가 이루어지고 있다. 그러나 이러한 고엔탈피 시험 장비는 높은 온도와 압력 때문에 노즐에서 열화학적 비평형 현상을 경험하게 되며 기존의 이론적 방법으로 그 실험 조건을 규정하기 어렵다. 이에 본 연구에서는 알려진 비평형 노즐 코드의 단점들을 보완하고 충격파 터널의 운용 조건에서 시험부 유동 특성을 빠르게 예측하기 위하여 열화학적 비평형을 고려한 준 1차원 노즐 해석 코드를 개발하였다. 개발된 코드는 시험 결과 및 2차원 축대칭 해석 결과와 비교를 통하여 충격파 풍동 시험부 유동 조건 예측을 위한 활용성 및 한계를 살펴보았다.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2016년도 제50회 동계 정기학술대회 초록집
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• pp.179-179
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• 2016

A radio-frequency (RF) Inductively Coupled Plasma (ICP) torch system was used for boron-nitride nano-tube (BNNT) synthesis. Because of electrodeless plasma generation, no electrode pollution and effective heating transfer during nano-material synthesis can be realized. For stable plasma generation, argon and nitrogen gases were injected with 60 kW grid power in the difference pressure from 200 Torr to 630 Torr. Varying hydrogen gas flow rate from 0 to 20 slpm, the electrical and optical plasma properties were investigated. Through the spectroscopic analysis of atomic argon line, hydrogen line and nitrogen molecular band, we investigated the plasma electron excitation temperature, gas temperature and electron density. Based on the plasma characterization, we performed the synthesis of BNNT by inserting 0.5~1 um hexagonal-boron nitride (h-BN) powder into the plasma. We analysis the structure characterization of BNNT by SEM (Scanning Electron Microscopy) and TEM (Transmission Electron Microscopy), also grasp the ingredient of BNNT by EELS (Electron Energy Loss Spectroscopy) and Raman spectroscopy. We treated bundles of BNNT with the atmospheric pressure plasma, so that we grow the surface morphology in the water attachment of BNNT. We reduce the advancing contact angle to purity bundles of BNNT.

• 한국추진공학회지
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• 제23권1호
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• pp.61-70
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• 2019

0.4 MW 급 고 엔탈피 초음속 아크 가열 플라즈마 풍동에서 발생된 팽창 유동에 대한 기초연구를 실험적으로 완료하였다. 노즐 출구로부터의 마하 디스크의 직경과 위치는 전체 압력비가 200에서 30까지 측정되었다. 마하 디스크 직경과 위치에 대한 경험적인 상관관계는 실험결과와 매우 일치하는 결과를 얻었다.

• 한국추진공학회:학술대회논문집
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• 한국추진공학회 2011년도 제37회 추계학술대회논문집
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• pp.584-587
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• 2011

마하 5 스크램젯 엔진에 대하여 연소 시험에 대한 예비 시험 성격으로서 연료 분사 없이 내부 유동 공력 시험을 수행하였다. 엔진은 흡입구 크기 $70mm{\times}200mm$, 전체 길이 1.7m의 시험용 모델을 대상으로 하였다. 설비는 한국항공우주연구원이 자체 설계 개발하여 보유한 불어내기식 극초음속 시험 설비를 사용하였다. 측정은 엔진 내부 유로를 따라 19개 지점에서 압력을 측정하였다. 시험 결과 본 엔진 모델을 사용하여 설비 시동이 가능하였으며 엔진 내부는 초음속 유동이 유지됨을 확인하였다.