• 대한기계학회:학술대회논문집
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• 대한기계학회 2007년도 춘계학술대회B
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• pp.2862-2867
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• 2007

The steady non-reacted compressible flow field in a symmetric micro-thruster, which is used for the accurate attitude control of a satellite, is analyzed varying the nozzle pressure ratio (NPR) to investigate the plume characteristics. The nozzle throat diameter is 0.06 inch and the area ratio is 56. The recirculation region is found just behind the normal shock at the several NPRs due to the locally adverse pressure gradient along the nozzle centerline when the environmental pressure is atmospheric. This phenomenon, the cause of flow loss, is similar to the flow behind a blunt body. As NPR increases the location of Mach disk, characteristics of the normal shock, moves downstream and its strength increases. The Mach number distribution appears in a wave-type patter after the normal shock because oblique shocks are reflected on the shock boundaries especially when NPRs are very high.

• Journal of Mechanical Science and Technology
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• 제17권11호
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• pp.1793-1800
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• 2003

The present study addresses an experimental investigation of the near field flow structures of supersonic, dual, coaxial, free, jet, which is discharged from the coaxial annular nozzle. The secondary stream is made from the annular nozzle of a design Mach number of 1.0 and the primary inner stream from a convergent-divergent nozzle. The objective of the present study is to investigate the interactions between the secondary stream and inner supersonic jets. The resulting flow fields are quantified by pitot impact and static pressure measurements and are visualized by using a shadowgraph optical method. The pressure ratios of the primary jet are varied to obtain over-expanded flows and moderately under-expanded flows at the exit of the coaxial nozzle. The pressure ratio of the secondary annular stream is varied between 1.0 and 4.0. The results show that the secondary annular stream significantly changes the Mach disc diameter and location, and the impact pressure distributions. The effects of the secondary annular stream on the primary supersonic jet flow are strongly dependent on whether the primary jet is under-expanded or over-expanded at the exit of the coaxial nozzle.

• 한국항공우주학회지
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• 제34권10호
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• pp.61-70
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• 2006

마하 4 비행 조건에서 작동하는 고성능 램제트와 듀얼모드 스크램제트 엔진의 초음속 공기 흡입구 모델을 설계하였다. 배압, 받음각, 요각 등 비행 변수의 변화에 따른 내부 유동 특성을 파악하기 위하여 규슈대학교의 불어내기식 초음속 풍동을 이용한 실험을 수행하였다. 유동 가시화를 위하여 쉴리렌 기법, 오일 가시화 기법을 이용하였으며, 정량적 성능 분석을 위하여 표면 압력 및 전압력을 측정하였다. 실험의 결과는 전산 유체 해석과 비교하였다. 본 연구는 기본적이지만 찾기 힘든 고 마하수 초음속 공기 흡입구 유동의 실험 결과를 제시한다.

• 한국추진공학회지
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• 제13권5호
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• pp.41-47
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• 2009

2차원 초음속 공동유동에서 발생하는 압력진동을 제어하기 위한 목적으로, 본 연구에서는 수치해석적 연구를 수행하였다. 본 계산에서는 압력진동을 제어하기 위하여 보조공동의 형상을 변화시켰으며, 유동의 마하수를 1.50, 1.83 그리고 2.50로 변화시켰다. 그 결과, 보조공동은 압력진동을 상당히 감소시켰으며, 압력진동의 제어효과는 유동의 마하수와 보조공동의 상세형상에 크게 의존함을 알았다.

• 대한기계학회:학술대회논문집
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• 대한기계학회 2001년도 추계학술대회논문집B
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• pp.664-669
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• 2001

The characteristics of dual coaxial jet which composed of inner supersonic nozzle of 26500 in constant expansion rate with 1.91 design Mach number and outer converging one with $40^{\circ}$ converging angle with the variation of outer nozzle stagnation pressures are experimentally investigated in this paper. In which the stagnation pressure for the inner supersonic nozzle is 750kPa thus, the inner jet leaving the nozzle is slightly underexpanded. The plenum pressures of outer nozzle are varied from 200 to 600kPa. Flow visualizations by shadowgraph method, impact pressure and centerline static pressure measurements of dual coaxial jet are presented. The results show that the presence of outer jet affects significantly the structures and pressure distributions of inner jet. And outer jet causes Mach disk which does not appear for the case of single jet stream. As the stagnation pressure of outer jet increases, impact pressure undulation is severe, but the average impact pressure keeps high far downstream.

• 한국전산유체공학회지
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• 제22권1호
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• pp.67-80
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• 2017

The high-speed bypass effect on the heat exchanger performance has been investigated numerically. The plate-fin type heat exchanger was modeled using two-dimensional porous approximation for the fin region. Governing equations of mass, momentum, and energy equations for compressible turbulent flow were solved using ideal-gas assumption for the air flow. Various bypass-channel height were considered for Mach numbers ranging 0.25-0.65. Due to the existence of the fin in the bypass channel, the main flow tends to turn into the core region of the channel, which results in the distorted velocity profile downstream of the fin region. The boundary layer thickness, displacement thickness, and the momentum thickness showed the variation of mass flow through the fin region. The mass flow variation along the fin region was also shown for various bypass heights and Mach numbers. The volumetric entropy generation was used to assess the loss mechanism inside the bypass duct and the fin region. Finally, the correlations of the friction factor and the Colburn j-factor are summarized.

• 항공우주기술
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• 제3권1호
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• pp.65-78
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• 2004

본 연구는 램제트 엔진 성능시험기의 설계기술 습득을 위하여 진행된 연구의 일부분으로 자유제트 형식 시험기의 설계기술을 연구한 결과를 정리한 것이다. 연구의 대상은 램제트 엔진 성능시험기의 범용 설비인 오염공기 방식 가열기(Vitiated Air Heater), 시험부, 디퓨저, 이젝터 등으로 설계기법 및 설치기법들을 중점으로 연구하였다. 램제트 엔진 성능시험기 시험부는 기본 성능시험기의 작동 영역(마하2~5, 고도0~25km)을 토대로 10개의 작동점으로 재구성하여 각 작동점에서의 마하수, 고도에 따른 시험장치의 초음속 노즐, 디퓨저, 이젝터 등 주요 구성요소들의 물성치(온도, 압력 등)를 계산하였으며, 성능시험기의 구동 방법 등에 대한 내용을 기술하였다.

• 한국추진공학회지
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• 제5권4호
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• pp.94-101
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• 2001

본 연구에서는 이중 동축 노즐로부터 대기로 방출되는 초음속 자유제트유동을 실험하였다. 출구마하수, 보조제트 충돌각 및 주제트 노즐 형상이 다른 8종류의 노즐을 사용하고, 주제트 및 보조제트 압력비를 각각 1.0∼10.0, 1.0∼4.0으로 변화시켜 노즐 출구 근방에서의 자유제트 유동장 특성을 상세히 조사하였다. 본 연구의 결과로부터 노즐의 형상 및 보조제트 분류각이 노즐 출구의 충격과 시스템에 영향을 미치며, 노즐출구로부터 마하디스크까지의 거리는 주제트 압력비가 증가할수록, 보조제트 압력비가 감소할수록 증가하나 마하디스크의 직경은 주제트 및 보조제트 압력비의 조합에 따라 달라진다는 것을 알았다.

• 대한기계학회:학술대회논문집
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• 대한기계학회 2003년도 춘계학술대회
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• pp.2133-2138
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• 2003

In general, flow entrainment of surrounding gas into a supersonic jet is caused by the pressure drop inside the jet and the shear actions between the jet and the surrounding gas. In the recent industrial applications, like supersonic ejector system or scramjet engine, the rapid mixing of two different gases is important in that it determines the whole performance of the flow system. However, the mixing performance of the conventional circular jet is very low because the shear actions are not enough. The supersonic jet discharging from a petal nozzle is known to enhance mixing effects with the surrounding gas because it produces strong longitudinal vortices due to the velocity differences from both the major and minor axes of petal nozzle. This study aims to enhance the mixing performance of the jet with surrounding gas by using the lobed petal nozzle. The jet flows from the petal nozzle are compared with those from the conventional circular nozzle. The petal nozzles employed are 4, 6, and 8 lobed shapes with a design Mach number of 1.7 each, and the circular nozzle has the same design Mach number. The pitot impact pressures are measured in detail to specify the jet flows. For flow visualization, the schlieren optical method is used. The experimental results reveal that the petal nozzle reduces the supersonic length of the supersonic jet, and leads to the improved mixing performance compared with the conventional circular jet.

• 한국항공우주학회지
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• 제48권11호
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• pp.849-859
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• 2020

반경험식과 상용 전산해석도구를 이용하여 비행 속도 및 챔버 압력에 따른 유도무기의 기저항력을 예측하였으며, 두 해석 결과는 대체적으로 일치함을 보였다. 노즐에 의한 분사 제트의 과대/과소 팽창에 따라 기저부의 유동 특성과 기저항력의 차이가 관찰되었다. 과대팽창 조건에서는 기저부 상단에 팽창파가 발생되면서 기저부의 압력이 감소하였으며, 외부 자유류의 마하수가 증가함에 따라 팽창파의 강도가 강해지면서 기저부 압력 더욱 감소하였다. 과소 팽창 조건에서는 노즐 후류의 영향으로 기저부 주위에 충격파가 발생하고 이로 인해 기저부 압력이 증가하였으며, 챔버의 압력이 증가할수록 그 영향이 크게 나타났다. 동일 챔버 압력 조건에서는 자유류 마하수가 증가함에 따라 기저부에서 생성되는 충격파가 하류로 이동하면서 기저 압력이 감소하는 특성이 관찰되었다.