• 대한기계학회논문집
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• 제10권5호
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• pp.635-644
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• 1986

A Compuressible turbulent boundary layer effect of the high temperature, accelerating gas flow through the De-Laval nozzle on combustion chamber pressure is numerically investigated. For this purpose, the coupled momentum integral equation and energy integral equation are solved by the Bartz method, and 1/7 power law for both the turbulent boundary layer velocity distribution and temperature distribution is assumed. As far as the boundary layer thicknesses are concerned, we can obtain reasonable solutions even if relatively simple approximations to the skin friction coefficient and stanton number have been used. The effects of nozzle wall cooling and/or mass flow rate on the boundary layer thicknesses and the combustion chamber pressure are studied. Specifically, negative displacement thickness is appeared as the ratio of the nozzle wall temperature to the stagnation temperature of the free stream decreases, and, consequently, it makes the combustion chamber pressure low.

• 한국가시화정보학회지
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• 제8권2호
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• pp.31-39
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• 2010

Hysteresis is an effect by which the order of previous events influences the order of subsequent events. Hysteresis phenomenon of supersonic internal flows with shock waves has not yet been clarified satisfactorily. In the present study, experiments are carried out on internal flow in a supersonic nozzle to clarify the hysteresis phenomena for the shock waves. Flow visualization is carried out separately on the straight and divergent channels downstream of the nozzle throat section. Results obtained were compared with numerically simulated data. The results confirmed hysteresis phenomenon for shock wave in the Laval nozzle at a certain specific condition. The relationship between hysteresis phenomenon and the range of the rate of change of pressure ratio with time was shown experimentally. The existence of hysteretic behavior in the formation, both the location and strength, of shock wave in the straight part of the supersonic nozzle with a range of pressure ratio has also been confirmed numerically.

• 한국항공우주학회지
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• 제36권8호
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• pp.774-779
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• 2008

마이크로 초음속 제트유동 특성에 관한 실험적 연구가 이루어졌다. 노즐 출구직경이 440 ${\mu}m$인 음속노즐과 노즐 출구직경이 800 ${\mu}m$이고 노즐출구 마하수가 2.0인 Laval 노즐이 파이렉스 관을 이용 제작되어 실험에 사용되었다. 슐리렌 유동가시화와 유동장의 피토압력 분포가 측정되었다. 제트유동의 대표적인 특성인 유동장의 초음속 길이, 제트코어 길이, 속도장의 상사성 및 제트경계의 확산도가 관찰되었다. 실험결과는 보다 높은 레이놀즈수의 초음속 제트유동에 대한 과거 관찰결과와 비교분석 되었으며, 마이크로 제트유동의 전체적인 유동특성은 제트코어 길이와 제트경계 확산특성을 제외하고는 높은 레이놀즈수의 제트유동 특성과 정성적으로 유사함이 확인되었다.

• EDISON SW 활용 경진대회 논문집
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• 제2회(2013년)
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• pp.337-342
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• 2013

이번 연구에서는 de Laval nozzle를 이용하여 다양한 유체해석 모델과 프로그램을 비교하여 그 성능을 파악하였다. de Laval nozzle은 eigenvalue에 의해 eigenvector값이 '-'와 '+'값을 동시에 갖는 물리현상을 내포하고 있으며, 압력조건에 따라 내부에서 Normal shock이 발생하게 된다. 이러한 non-linearity를 현재 우리가 주로 사용하고 있는 상용프로그램(cfx, fluent)과 EDISON, 직접 코딩한 프로그램(Matlab이용)이 얼마나 잘 표현하는지 알아보았다. 그 결과 Van Leer Vector Splitting을 이용할 경우 물리현상을 제일 잘 표현 하였다. 또한 난류 유동(Turbulence flow)을 고려하게 될 경우, Mesh가 Boundary layer를 표현할 정도로 정밀하지 못하다면 제대로 된 해석 결과를 얻을 수 없었으며, Wall 근처에서 Non-slip condition에 의해 Vortex가 형성되고, 이 Vortex가 Back flow를 유도하여 해가 수렴하는데 방해를 하게 됨을 알 수 있었다. 이를 방지하기 위해서는 유동이 잘 표현될 수 있도록 적절한 Computational environment를 형성해 주는 것이 매우 중요하다.

• 한국분말야금학회:학술대회논문집
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• 한국분말야금학회 2006년도 Extended Abstracts of 2006 POWDER METALLURGY World Congress Part 1
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• pp.14-15
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• 2006

In this study, a new laval type nozzle was designed and manufactured. Using this nozzle tin powder was produced in close coupled system by using nitrogen gas at different operating conditions. The results showed that the increasing the gas pressure up to 1.47 MPa reduced the mean powder size down to 11.39 microns with a gas/melt mass flow rate ratio of 2.0. Powders are spherical in shape and have smooth surfaces.

• 대한전기학회논문지:전기기기및에너지변환시스템부문B
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• 제51권9호
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• pp.522-529
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• 2002

In this paper, computer simulations of the physical Phenomena occurring in the arc region before and after current zero were carried out to evaluate the thermal recovery characteristics of a Laval nozzle. A commercial CFD program "PHOENICS" is used for the simulation and the user-coded subroutines to consider the arcing phenomena were added to this program by the authors. The computed results were verified by the comparison with the test results presented by the research group of GE Co.(General Electric Company). In order to investigate the state of the arc region after current zero, the simulation was carried out with three steps. They are steady state arc simulation, transient arc simulation before current zero, and transient hot-gas flow simulation after current zero. The semi-experimental arc radiation model is adapted to consider the radiation energy transport and Prandtl's mixing length model is employed as the turbulence model. The electric field and the magnetic field were calculated with the same grid structure used for the simulation of the flow field. The post-arc current was calculated to evaluate the thermal recovery characteristics after current zero. Compared with the results obtained by GE Co., it has been found that the critical RRRV(ratio of rise of recovery voltage) will be determined previously by this study.his study.

• 한국추진공학회지
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• 제18권1호
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• pp.8-15
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• 2014

고체 로켓 추진기관의 노즐목 삽입재에 적용하는 그라파이트의 삭마율 특성을 분석하였다. 지상연소시험은 3종류의 일반적인 노즐형태를 갖는 추진기관을 사용하여 수행하였다. 즉, De-Laval 형태, 토출관 형태, 내삽 형태이다. 13종류의 서로 다른 형상의 추진기관에 다양한 추진제를 적용하였고, 노즐목 위치에 그라파이트를 적용하여 총 37회의 연소시험을 수행하였다. 분석결과 그라파이트의 삭마율은 연소실 평균압력이 상승함에 따라, 산화몰분율이 증가함에 따라 증가함을 알 수 있다.

• 한국기계가공학회지
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• 제17권2호
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• pp.8-14
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• 2018

In the present work, a numerical study is carried out to observe the characteristics of the flow and particle behaviors in a supersonic double Venturi abrasive blasting nozzle. Schlieren flow visualization and Pitot pressure at the nozzle downstream are also carried out, and those measurement results are compared to the numerical ones for code validation. Open and closed secondary holes on the double Venturi nozzle surface are tested for various nozzle pressures, and the results are compared with the ones observed for other similar supersonic Laval nozzles.

• 한국전산유체공학회:학술대회논문집
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• 한국전산유체공학회 2008년도 12th Asian Congress of Fluid Mechanics
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• pp.62.3-62.3
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• 2008

• 한국추진공학회지
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• 제21권4호
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• pp.12-20
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• 2017

고체 로켓 추진기관의 노즐목 삽입재에 적용하는 흑연의 삭마율 특성을 분석하였다. 지상연소시험은 3 종류의 일반적인 노즐형태를 갖는 추진기관을 사용하여 수행하였다. 즉, De-Laval 형태, 토출관 형태, 내삽 형태이다. 10 종류의 서로 다른 형상의 추진기관에 다양한 추진제를 적용하였고, 노즐목 위치에 흑연을 적용하여 총 48회의 연소시험을 수행하였다. 분석결과 흑연의 삭마율은 연소실 평균압력이 상승함에 따라, 산화제 몰분율이 증가함에 따라 증가함을 알 수 있었다. 또한, 연소실 압력, 산화제 몰분율, 노즐목 크기 등 3 가지의 영향인자를 고려한 노즐목 삭마율 관계식을 유도하였으며, 측정치와 비교한 결과 ${\pm}0.10mm/s$ 이내로 일치하였다.