• 한국항공우주학회지
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• 제45권4호
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• pp.342-348
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• 2017

본 연구에서는 초음속 주유동 환경에서의 막냉각 특성에 대해 적외선 열상법을 적용한 시험을 수행하였다. 막냉각 시험은 수축형 막냉각 노즐을 갖는 쐐기형 막냉각 시편을 이용해 마하수 3.0, 단위 길이 당 레이놀즈수 $42.53{\times}10^6$ 와 $69.35{\times}10^6$ 인 조건을 구현한 자유-제트 시험 설비에서 수행하였다. 모사 탐색창에 해당하는 PEEK의 표면 온도를 계측하여 막냉각 효율을 산출하였고 받음각 및 분사율이 막냉각 효율에 미치는 영향을 분석하였다. 막냉각을 적용하지 않는 경우와 비교할 때, 막냉각을 적용할 경우 측정된 PEEK의 표면 온도가 크게 감소하였다. 막냉각의 유용성은 시간에 따른 PEEK의 표면 온도로부터 산출한 열유속 특성으로도 확인할 수 있다. 분사율이 증가할수록 보호되는 PEEK의 영역이 주유동과 막냉각 유동의 흐름 방향으로 확장되었다.

• Journal of Biosystems Engineering
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• 제13권3호
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• pp.11-19
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• 1988

분무량(噴霧量) 및 유량계수(流量係數)에 관(關)한 많은 연구(硏究)가 실험결과자료(實驗結果資料)에 기초하여 수행(遂行)되어졌다. 그러나 공시체(供試體)의 노즐의 특성(特性)에 따라서 유선(流線)의 특성(特性)이 다르므로 많은 실험결과(實驗結果) 및 해석(解析)이 서로 상치되는 점이 많다. 본(本) 연구(硏究)에서는 이론분석결과(理論分析結果)가 실험결과(實驗結果)와 다소 다르더라도 노즐 설계(設計)의 실제응용면(實際應用面)에서 필요(必要)한 노즐구조(構造)의 기본기능(基本機能)을 이론적(理論的)으로 분석(分析), 이해(理解)시키고저 한다. 이론분석(理論分析)의 결과(結果)는 다음과 같다. 공동면적(空洞面積)은 분구경(噴口徑), 와실경(渦室徑), 중자도구경(中子導溝徑) 및 중자도구각(中子導溝角)에 관계되고 있으며, 특히 중자도구각(中子導溝角)이 공동현상(空洞現象)에 큰 영향을 미친다. $$r_r{^6}-3r_o{^2}r_r{^4}+[3r_o{^4}+\frac{r_c{^4}r_o{^2}}{(r_c-r_g)^2\;tan^2{\theta}}]r_r{^2}-r_o{^6}=0$$ 반경방향(半徑方向) 힘의 요소(要素)로 인(因)한 유량계수(流量係數)($C_t$)는 산출식(算出式)은 아래와 같다. $$C_t=[1-(\frac{r_r}{r_o})^2]^{3/2}$$ 분무각(噴霧角)(${\alpha}$)은 공동반경(空洞半徑) 및 분구반경(噴口半徑)에 의(依)하여 변화(變化)된다. $${\alpha}=2\;tan^{-1}\(\frac{r^r}{\sqrt{r_o{^2}-r_r{^2}}}\)$$분무각(噴霧角)은 특히 와실유선각(渦室流線角)의 영향을 많이 받음을 시사하고 있다.

• 한국항공우주학회지
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• 제31권9호
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• pp.32-37
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• 2003

소형화의 추세는 마이크로 로켓의 연구에도 적용되어 MEMS 공정으로 제작된 마이크로 로켓들이 시도되었다. 본 논문에서는 마이크로 밀링을 사용한 3차원 마이크로 로켓의 제작과 연소 및 발사시험의 결과를 다루고자 한다. 로켓의 동체는 알루미늄 6061 합금을 사용하였다. 3차원 마이크로 노즐은 황동을 직경 127${\mu}m$의 마이크로 엔드밀로 절삭하여 가공되었다. 두 가지 크기의 노즐이 제작되었는데 하나는 노즐목의 직경이 1mm이고 다른 하나는 0.5mm이다. 로켓의 질량은 7.32g이고 추진제의 질량은 0.65g이었다. 추력 대 무게비는 1.58에서 1.74로 계산되며 지면에서 45도 각도로 발사된 비행시험결과 약 46m~53m의 수평거리를 비행하였다.

• 한국추진공학회지
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• 제8권2호
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• pp.85-94
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• 2004

본 연구에서는 이중 와류 동축형 분사기의 설계 인자 특성 파악을 위해 실 추진제 연소 시험을 수행하였다. 본 시험에서는 물냉각이 적용된 재사용이 가능한 구리 재질의 노즐을 사용하였다. 연소 시험 시 고압 연소 조건에서 주요 설계 변수인 분무각과 함몰길이의 영향을 살펴보았다. 이 두 변수는 분사기의 연소 성능과 동특성, 수력학적인 특성에 큰 영향을 미치고 있다. 함몰영역에서의 내부혼합은 같은 유량을 보내기 위해 필요한 차압의 증가와 더불어 연소 효율을 증가시킨다. 내부 화염에 의한 분사기 차압은 LOx 축 방향 모멘텀 및 함몰길이의 변경을 통해 감소 또는 증가됨을 알 수 있었다. 또한 연소기에서 발생하는 동압 특성은 분사기의 형상에 따라 변화함을 알 수 있었다.

• 한국분무공학회지
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• 제13권4호
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• pp.212-219
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• 2008

To develop the twin-fluid atomizer having the excellent performance of painting, the spray characteristics of how a wide area can be painted efficiently by one time spraying were studied in this paper. Spray phenomena are affected by the many factors determining the spray field such as the spraying pressure of gas, the spraying pressure and viscosity of liquid paints, the opening duration of needle valve, the design dimension of nozzle, and so on. As the results of experiments, these factors affecting on spray characteristics were suggested as followings; 1) The optimum spraying pressure of gas was $0.015{\sim}0.02\;kPa$, and the appropriate spraying pressure of liquid paint was 0.01kPa, In these situations, the setting up pressures must be compensated as much as the losing amount of pressure because a decompression occurred when operating valves. 2) The duration of opening the needle valve must be sustained for $1{\sim}2$ seconds to inject gas after spraying the liquid paint. This operating of the needle valve was necessary to avoid the affect on the changing of liquid column length, and to prevent the droplet deposit at the initial time of spraying. 3) The spray tip penetration was gained form the experimental equation, and the effective spraying angle was $85^{\circ}{\pm}5^{\circ}$ just at he appropriate spraying pressure of gas. The distribution of the area sprayed had the variation in $350{\pm}50\;mm$ because of the spraying pressure of gas, the its distance from the spray tip, and the lift of the needle valve.

• Journal of Mechanical Science and Technology
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• 제19권11호
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• pp.2032-2039
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• 2005

The lattice Boltzman method (LBM) and the finite difference-based lattice Boltzmann method (FDLBM) are quite recent approaches for simulating fluid flow, which have been proven as valid and efficient tools in a variety of complex flow problems. They are considered attractive alternatives to conventional finite-difference schemes because they recover the Navier-Stokes equations and are computationally more stable, and easily parallelizable. However, most models of the LBM or FDLBM are for incompressible fluids because of the simplicity of the structure of the model. Although some models for compressible thermal fluids have been introduced, these models are for monatomic gases, and suffer from the instability in calculations. A lattice BGK model based on a finite difference scheme with an internal degree of freedom is employed and it is shown that a diatomic gas such as air is successfully simulated. In this research we present a 2-dimensional edge tone to predict the frequency characteristics of discrete oscillations of a jet-edge feedback cycle by the FDLBM in which any specific heat ratio $\gamma$ can be chosen freely. The jet is chosen long enough in order to guarantee the parabolic velocity profile of a jet at the outlet, and the edge is of an angle of $\alpha$=23$^{o}$. At a stand-off distance w, the edge is inserted along the centerline of the jet, and a sinuous instability wave with real frequency is assumed to be created in the vicinity of the nozzle exit and to propagate towards the downstream. We have succeeded in capturing very small pressure fluctuations resulting from periodic oscillation of the jet around the edge.

• 대한기계학회논문집B
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• 제40권2호
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• pp.93-102
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• 2016

본 연구에서는 고고도의 저압 환경을 모사하기 위한 CBD(Center Body Diffuser)의 시동특성에 대한 실험적 연구를 수행하였다. Center Body Diffuser의 형상을 다양하게 구성할 수 있도록 실험 장치를 설계/제작하여, 상온 유동 실험을 통해 CBD 형상에 따른 저압환경 구현 성능과 시동 특성을 관찰하였다. 실험 결과 센터바디의 수축각이 약 15도 일 때 시동압력이 가장 낮은 것을 확인하였다. 또한 디퓨저 입구부 길이($L_d/D_d$)가 감소할수록, 확산부 길이($L_s$)가 증가할수록 시동특성이 크게 향상되었다. 또한 디퓨저 입구부 길이($L_d/D_d$) 변화만을 통해 진공 챔버 압력을 조절할 수 있는 CBD만의 설비적 장점을 확인하였다.

• 한국추진공학회지
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• 제9권4호
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• pp.48-54
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• 2005

액체 산소(LOx)와 Jet A-1(Jet engine fuel)을 추진제로 하는 소형 액체 로켓 연소기에서 막 냉각의 효과에 관한 실험적 연구를 수행하였다. 막 냉각제(Jet A-1과 물)는 막냉각장치를 통해 분사되도록 하였다. 막 냉각 유량 변화에 따른 연소기의 외벽온도 및 막 냉각 길이는 추진제 혼합비, 연소실 압력 및 막냉각장치의 형상 변화(분사각)에 따라 비교하였다. 막 냉각에 따른 특성속도 효율의 손실도 막 냉각제를 물과 Jet A-1을 사용하였을 경우에 대해서 각각 구하였다. 연소실 압력의 증가에 따라 노즐에서의 외벽 온도는 증가하였으나, 퍼센트 막냉각 유량이 9% 이상인 경우에 연소실에서는 거의 영향을 받지 않았다. 특성속도는 퍼센트 막냉각 유량이 9% 이상일 때 추진제 혼합비에 영향을 받지 않았다.

• 대한기계학회논문집B
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• 제23권6호
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• pp.761-768
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• 1999

This paper is studied to find the optimum condition of double-inlet Sirocco fan installed in an indoor PAC for low noise operation by the Taguchi method. The goal of this study is to obtain the best combination of each control factor which results in a desired flowrate of Sirocco fan with minimum variability. In this study, the parameter design of the Taguchi method is adopted for robust design by the dynamic characteristic analysis using orthogonal arrays and S/N ratios. The flowrate measurements are conducted by using a multiple-nozzle-type fan tester according to the orthogonal array L9($3^4$). The results of this study can be summarized as follows ; (i) The optimum condition of control factor is a set of where A is an inner to outer diameter ratio($D_1/D_2$), B is a width to outer diameter ratio($L/D_2$), C is a blade attachment angle(${\theta}$) and D is a number of blade(Z), (ii) The flowrate under the optimum condition satisfies the equation $y=0.0384{\cdot}M$ where M is a signal factor, namely number of revolution. The flowrate performance improves about 7.3% more largely as compared with the current condition, which results in about 35RPM reduction of number of revolution for the target flowrate $18.5m^3/min$, and (iii) The sensitivity analysis shows that the major factors in contribution to flowrate performance are A, B, and D ; the percentage contributions of each control factor are 44.01%(Z), 26.77%($D_1/D_2$) and 20.42%($L/D_2$).

• 대한기계학회논문집B
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• 제35권12호
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• pp.1391-1398
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• 2011

반동도에 따른 증기터빈의 설계 및 성능 해석을 컴퓨터 시뮬레이션으로 수행하였다. 깃 각도와 출구면적, 노즐면적과 같은 설계변수들과 터빈동력, 선도효율, 축방향 추력과 같은 성능변수들을 반동도에 따라 나타내었다. 추가적인 설계 및 성능변수에 대한 정보를 제공하기 위하여, 깃 각도와 터빈동력, 선도효율, 축방향 추력과 같은 주된 설계 및 성능변수들을 유동계수(주속도에 대한 축방향속도)의 함수로 제시하였다. 터빈동력, 선도효율을 최대로 하는 반동도 및 유동계수가 존재함이 밝혀졌으며, 반동도가 증가함에 따라 동익의 깃 형상은 대칭형으로부터 많이 벗어남을 보여주었다.