• 반도체디스플레이기술학회지
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• 제21권2호
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• pp.38-44
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• 2022

Plasma density in semiconductor fabrication equipment becomes higher to achieve the improved the throughput of the process, but the increase of surface corrosion of the ceramic coated chamber wall has been observed by the increased plasma density. Plasma chamber wall coating with aerosol deposition prefer to be firm and uniform to prevent the potential creation of particle inside the chamber from the deformation of the coating materials, and the aerosol discharge nozzle is a good control factor for the deposited coating condition. In this paper, we investigated the design of the nozzle of the aerosol deposition to form a high-quality coating film. Computational fluid dynamics (CFD) study was employed to minimize boundary layer effect and shock wave. The degree of expansion, and design of simulation approach was applied to found out the relationship between the divergence angle and nozzle length as the key parameter for the nozzle design. We found that the trade-off tendency between divergence angle and nozzle length through simulation and quantitative analysis, and present the direction of nozzle design that can improve the uniformity of chamber wall coating.

• 한국추진공학회:학술대회논문집
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• 한국추진공학회 2004년도 제22회 춘계학술대회논문집
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• pp.408-413
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• 2004

Numerical and experimental investigation were car-ried out to clarify the flow structure of underexpanded jet from a square nozzle. The square nozzle rep-resents one of the clustered combustors of a linear aerospike engine. From the numerical results, the three-dimensional shock wave of the underexpanded square jet was found to be composed of two shocks. One is the intercepting shock which corresponds to the shock observed in two-dimensional planar jet. The other is the recompression shock divided into two types. The expansion fans coming from the nozzle edges interact with each other at the comers of the nozzle exit, and overexpanded regions are generated. Therefore one of the two recompression shocks is formed at the comers of the nozzle exit behind the overexpanded regions. As the jet goes downstream, the overexpanded regions grow larger to coalesce at the symmetry planes. Then, the other type of the recompression shock is generated. The three-dimensional shock structure formed by the intercepting shock and the recompression shocks dominates the expansion of the jet boundary. The shock detection algorithm us-ing CFD results was developed to reveal the relation between the shock waves and the jet boundary, and it was found that the cross-sectional jet shape becomes cross-shape. The key features observed in the numerical investigation were verified by the experimental results. The shock structure at the diagonal plane was in good agreement with the experimental schlieren images. Moreover, the cross-sections visualized by the Mie scattering method confirmed that the cross-section of the jet becomes cross-shape.

• 한국항공우주학회지
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• 제36권8호
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• pp.790-796
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• 2008

고체 추진기관은 고정된 추진제 그레인 형상과 노즐목 때문에 정해진 단순 추력을 가지게 된다. 핀틀 노즐은 기존의 고체 추진기관의 장점을 가지면서도 추력 조절이 불가능한 단점을 보완하기 위해 제안된 방법이다. 본 연구에서는 핀틀 형상이 노즐 성능에 미치는 영향을 실험과 수치해석 방법으로 평가하였다. 핀틀 형상은 단순성의 원리에 근거하여 변경하였으며 각각의 형상에 대한 내부 유동장은 난류모델을 적용하여 Fluent로 해석하였다. 본 연구로부터 핀틀 형상이 노즐내의 충격파 구조 및 유동박리 영향을 주어 노즐 추력 및 핀틀 하중에 영향을 미침과 최적의 노즐 성능을 발휘할 수 있는 핀틀 형상이 존재함을 확인하였다.

• 한국추진공학회:학술대회논문집
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• 한국추진공학회 2005년도 제25회 추계학술대회논문집
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• pp.40-45
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• 2005

현재까지 적용되고 있는 추력제어 장치로는 크게 노즐의 확대부에 장착되어 화염의 방향을 조종하는 제트베인(jet vane), 제트탭(jet tab)방식과 노즐자체를 회전하는 방식인 볼/소켓형(ball & socket) 노즐, 플렉시블 씰형 (flexible seal)노즐로 구분된다. 본 연구는 노즐자체를 회전하여 추력방향을 제어하는 볼/소켓형(ball & socket) 노즐이 회전할 경우 발생되는 유입부의 비대칭성이 노즐 성능에 미치는 영향을 예측하기 위하여 수행한 3차원 수치해석결과와 공압시험 결과를 수록하였다. 유동해석 결과 유입부의 비대칭성이 유동에 미치는 영향은 노즐 목까지 점차적으로 줄어들고 하류 유동에 미치는 영향이 미비하였으며 해석된 주 추력의 크기는 시험에서 측정된 추력과 비슷한 경향을 나타내었으나 측 추력의 경우 시험 값보다 낮게 나타났다.

• 한국추진공학회지
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• 제4권4호
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• pp.70-77
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• 2000

초음속 2단벨노즐(SDBN)은 종래의 축소확대형 초음속 노즐의 벽면에 변곡점을 설치하여, 비행체의 고도에 따른 노즐내부의 유동특성을 조절하기 위한 새로운 개념의 추진노즐이다. 본 연구에서는 이러한 SDBN의 유용성과 유동특성을 조사하기 위하여 축대칭 Navier-Stokes 방정식을 유한체적법으로 수치계산하였다. 본 연구의 결과로부터 SDBN의 Base 노즐의 길이는 SDBN 내부에서 발생하는 충격파 시스템에 영향을 미칠 뿐만 아니라, 노즐 유동의 박리위치가 변곡점에 고착되는 넓은 범위의 압력비가 존재한다는 것을 알았다. 또 SDBN의 최대추력은 노즐출구에서 유동이 적정팽창 상태일 때 발생한다는 것을 알았다.

• 한국추진공학회지
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• 제13권2호
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• pp.35-41
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• 2009

핀틀 움직임에 따라 노즐 팽창비와 압력비가 동시에 연소면적도 변함에 따라 노즐 내부의 유동장 구조는 물론 유동박리 특성도 변한다. 본 논문에서는 핀틀 위치가 노즐 내부 유동장 구조에 미치는 영향을 공압시험과 수치해석 기법을 이용하여 분석하였다. Fluent에서 제공하는 RANS를 위한 난류모델을 적용한 결과, Spalart-Allmaras 모델이 공압시험에 얻은 노즐벽면 압력을 잘 모사하는 것으로 나타났다. 적용된 노즐이 원뿔형 노즐이었음에도 핀틀 끝단에서 발생한 유동박리에 의한 충격파 때문에 Contoured 또는 Optimized 노즐에서 나타나는 Cap-shock pattern과 유사한 유동 구조가 나타났다.

• 한국가스학회지
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• 제23권3호
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• pp.1-6
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• 2019

본 연구는 폐기물 소각로에서 질소산화물 저감을 위해 고온의 배기가스를 연소로에서 재순환하여 연소용 공기와 혼합하여 배기가스 재순환을 이용한 방법에서 고온의 배기가스를 별도의 동력 팬이 없이 코안다 노즐을 이용한 배기가스 재순환 장치에 관한 연구이다. 코안다 노즐에서 공기 공급 노즐 간극의 변화와 공기 공급 노즐의 위치에 따른 배기가스 재순환 유량 특성과 혼합 가스의 출구에서 평균온도 변화를 살펴보았다. 공기 공급 노즐의 간극이 3.22, 4.03, 4.84 mm로 변할 때 가장 좁은 3.22 mm일 때가 배기가스 재순환 유량과 공기 공급 유량의 비인 배기가스 재순환 유량비가 2.227로 가장 재순환 유량이 크게 나타났고 혼합가스 평균 온도는 $594.8^{\circ}C$로 나타났다. 공기 공급 노즐의 위치가 코안다 노즐 목의 전방 위치, 목 위치, 확관 위치로 변할 때를 살펴보았으며 전방 위치와 목 위치일 때는 재순환 유량비가 1.843으로 거의 같은 값이고 확관 위치에서는 1.696으로 나타났으며 평균 온도는 $559.8^{\circ}C$와 $544.3^{\circ}C$로 나타났다.

• 한국추진공학회지
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• 제17권4호
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• pp.63-72
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• 2013

탄화수소 스크램제트 엔진 시험을 위하여 한국항공우주연구원 스크램제트 엔진 시험설비의 마하 5 노즐과 디퓨저가 제작되었다. 설비 시동을 개선을 위해 디퓨저 가이드를 장착하였으나 폐색율 60% 엔진 모델을 장착한 상태에서 설비의 과대 팽창으로 인한 엔진 불시동을 확인, 이를 개선하기 위하여 모델 위치를 전방으로 이동하여 설비와 엔진의 시동을 확인하였다. 코어 유동을 측정을 위하여 피토레이크(폐색율 2.3%) 성능시험을 수행하였으며, 설비 노즐의 과소팽창으로 인하여 코어 유동이 디퓨저 쪽으로 갈수록 커지고 있음을 확인하였다. 이는 폐색율이 시험부 유동 양상을 결정짓고 있음을 뜻한다. 폐색율 33% 모델을 장착한 상태에서 설비와 엔진은 원활히 작동하였다. 일련의 시험을 통하여 마하 5 노즐을 장착한 스크램제트 엔진 시험설비는 모델의 폐색율과 관계없이 수직 충격파 효율 약 58%로 시동함을 확인하였다.

• 대한금속재료학회지
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• 제49권3호
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• pp.221-230
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• 2011

The cold spray process is an emerging technology that utilizes high velocity metallic particles for surface coating. Metallic powder particles are injected into a converging-diverging de Laval nozzle and accelerated to a high velocity by a supersonic gas flow. The cold spray process normally uses a circular nozzle that has a rather narrow spraying range. To overcome this fault, a slit nozzle was considered in this study. The slit nozzle is anticipated to reduce the coating process time because it has a wider coating width than the circular nozzle. However, the slit nozzle can reduce the coating efficiency because it does not allow as much gas and particle velocity as the circular nozzle. To improve the coating efficiency of a slit nozzle, the shape of the slit nozzle was modified. And the results of gas flow and particle behaviour according to the nozzlers shape were compared by the a numerical analysis. As a results, as Expansion Ratio(ER) of 7.5 was found to be the most optimal condition for enhancing the spraying efficiency when the ER was changed by the variation of nozzle neck and exit size.

• 유체기계공업학회:학술대회논문집
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• 유체기계공업학회 2005년도 연구개발 발표회 논문집
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• pp.324-330
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• 2005

For axial-type turbines which operate at partial admission, a performance prediction model is developed. In this study, losses generated within the turbine are classified to windage loss, expansion loss and mixing loss. The developed loss model is compared with experimental results. Particularly, if a turbine operates at a very low partial admission rate, a circular-type nozzle is more efficient than a rectangular-type nozzle. For this case, a performance prediction model is developed and an experiment is conducted with the circular-type nozzle. The predicted result is compared with the measured performance, and the developed model quite well agrees with the experimental results. So the developed model could be applied to predict the performance of axial-type turbines which operate at various partial admission rates or with different nozzle shape.