• 한국항공우주학회지
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• 제35권4호
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• pp.281-286
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• 2007

노즐 목과 출구의 면적비가 1.8인 소형 2차원 초음속 노즐에 대해서 Navier-Stokes 방정식을 수치계산으로 풀었다. 압력비와 노즐 확대부 길이를 변화시킨 경우에 대해서 해석하여 노즐 안과 출구 근처에서 충격파 구조를 살펴보았고 특히 노즐 목 근처에서 발생하는 불규칙한 압력 분포의 특성을 노즐 목 근처의 기하학적 모양에 근거해서 규명하였다. 각각 독립적으로 표준형 노즐에서 압력비를 변화시킨 경우와 압력비를 고정하고 확대부의 노즐 길이를 변화시킨 경우 사이에 서로 유사한 충격파 구조 변화가 관찰되었고 여기에서 한 개의 경사 충격파로 오인될 수 있는 서로 다른 경사 충격파에 의해 만들어지는 수직 충격파도 포착하였다.

• 대한기계학회논문집B
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• 제24권1호
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• pp.132-142
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• 2000

The objective of this study is to experimentally investigate the noise propagating characteristics, the noise reduction mechanism and the performance of a slotted tube attached at the exit plane of a circular convergent nozzle. The experiment is performed through the systematic change of the jet pressure ratio and the slot length under the condition of two kinds of open area ratios, 25% and 51%. The open area ratio calculated by the tube length equivalent for the slot length is defined as the ratio of the total slot area to the surface area of a slotted tube. The experimental results for the near and far field sound, the visualization of jet structures and the static pressure distributions in the jet passing through a slotted tube are presented and explained in comparison with those for a simple tube. The propagating characteristics of supersonic jet noises from the slotted tube is closely connected with the slot length rather than the open area ratio, and its propagating pattern is similar to the simple tube. It is shown that the slotted tube has a good performance to suppress the shock-associated noise as well as the turbulent mixing noise in the range of a limited jet pressure and slot dimension. The considerable suppression of the shock‘associated noise is mainly due to the pressure relief caused by the high-speed jets passing through the slots on the tube. Both the strength of shock waves and the interval between them in a jet plume are decreased by the pressure relief. Moreover, the pressure relief is divided into the gradual and the sudden relief depending upon the open area ratio of the slotted tube. Consequently, the shock waves in a jet plume are also changed by the type of pressure relief. The gradual pressure relief caused by the slotted tube with the open area ratio 25% generates the weak oblique shock waves. On the contrary, the weak normal shock waves appear due to the sudden pressure relief caused by the slotted tube with the open area ratio 51%.

• 한국전산유체공학회지
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• 제4권2호
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• pp.57-66
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• 1999

Numerical Analysis has been done for the supersonic off-design jet flow due to the pressure difference between the jet and the ambient fluid. The difference of pressure generates an oblique shock or an expansion wave at the nozzle exit. The waves reflect repeatedly on the center axis and the sonic surface in the shear layer. The pressure difference is resolved across these reflected waves. In this paper, the axi-symmetric Navier-Stokes equation has been used with the κ-ε turbulence model. The second order TVD scheme with flux limiters, based on the flux vector split with the smooth eigenvalue split, has been used to capture internal shocks and other discontinuities. Numerical calculations have been done to analyze the off-design jet flow due to the pressure difference. The variation of pressure along the flow axis is compared with an experimental result and other numerical result. The characteristics of the interaction between the shock cell and the turbulence mixing layer have been analyzed.

• Journal of Mechanical Science and Technology
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• 제17권12호
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• pp.2107-2115
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• 2003

A supersonic dual coaxial jet has been employed popularly for various industrial purposes, such as gasdynamic laser, supersonic ejector, noise control and enhancement of mixing. Detailed characteristics of supersonic dual coaxial jets issuing from an inner supersonic nozzle and outer sonic nozzles with various ejection angles are experimentally investigated. Three important parameters, such as pressure ratios of the inner and outer nozzles, and outer nozzle ejection angle, are chosen for a better understanding of jet structures in the present study. The results obtained from the present experimental study show that the Mach disk diameter becomes smaller, and the Mach disk moves toward the nozzle exit, and the length of the first shock cell decreases with the pressure ratio of the outer nozzle. It was also found that the highly underexpanded outer jet produces a new oblique shock wave, which makes jet structure much more complicated. On the other hand the outer jet ejection angle affects the structure of the inner jet structure less than the pressure ratio of the outer nozzle, relatively.

• 한국추진공학회:학술대회논문집
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• 한국추진공학회 2008년도 제31회 추계학술대회논문집
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• pp.349-352
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• 2008

수축-확대 초음속 노즐 내부에 분출된 이차제트에 의한 추력편향 제어에 관한 실험적, 수치적 연구가 진행되었다. 특정위치(노즐 목으로부터 12mm 떨어진 곳)에서 분출되는 이차제트 유동전압이 변화할 때 나타나는 제트유동의 추력편향 특성이 관찰되었다. 수치해석 결과는 동일한 경계조건에서 수행된 과거 연구결과 및 본 연구에서 수행된 쉴러린 유동가시화 결과와 비교되었으며, 정성적으로 좋은 일치를 나타냈다. 추력편향의 특성은 노즐 내부의 경사충격파의 반사구조, 즉, 이차제트 압력비 SPR의 크기에 관계되어 있음이 관찰되었다.

• 한국추진공학회:학술대회논문집
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• 한국추진공학회 1998년도 제11회 학술강연회논문집
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• pp.35-35
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• 1998

충격파의 경사반사는 초음속 비행체의 외부유동, 대형압축기의 디퓨져 내의 유동, 증기 터어빈 최종단 익렬유동, 데토네이션파가 벽면에 입사하는 유동 혹은 램제트의 연소공기 유입구 유동 등 초음속 유동에서 흔히 발생하며 이때의 유동장의 해석과 충격파 감쇄, 충격파와 간섭하는 벽면의 영향 등은 공학적으로 구명되어져야 할 중요한 문제이다. 전파하는 평면충격파가 벽면에 입사하는 경우 일어나는 충격파 경사반사는 크게 정상반사와 마하반사로 대별된다. 정상반사와 마하반사 간의 천이기준에 대한 연구는 오래 전부터 수행되어 왔고 입사충격파가 약한 경우 이론적 천이 기준인 이탈기준(detachment criterion)과 실험값의 차이 즉 Neumann paradox가 존재한다는 것이 밝혀졌다.

• 한국항공우주학회지
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• 제33권7호
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• pp.33-39
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• 2005

총구로부터 방출되는 폭발파에 대한 수학적 모델(GUNBLAST)을 수립하였으며, 폭발 하중에 대한 구조 응답 해석을 수행하였다. 폭발파는 자유영역 폭발파와 반사 폭발파로 구분되어질 수 있다. 본 연구에서는 스케일 기법을 이용하여 자유영역 폭발파 모델을 수립하였으며, 경사 충격파 이론과 전산유체역학(Computational Fluid Dynamics) 계산을 통하여 반사 충격파를 계산하였다. GUNBLAST는 두 가지의 구조 모델에 적용되었으며 구조 표면으로부터의 총구거리 변화에 따른 폭발파 특성을 파악하기 위하여 평판에 대한 적용을 통하여 균일하중조건과의 비교를 수행하였다. 또한 MSC/NASTRAN을 이용하여 12.7mm 기총을 장착한 비행기 날개 모델의 과도 응답 해석을 수행하였다. 결과적으로 이러한 폭발파는 랜덤진동과 항공기에 탑재된 장비에 고주파의 손상을 일으킬 수 있음을 확인하였다.

• 한국추진공학회:학술대회논문집
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• 한국추진공학회 2003년도 제21회 추계학술대회 논문집
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• pp.13-19
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• 2003

램제트 및 스크램 제트 엔진의 개발을 위한 초음속 지상 추진 시험설비는 고고도, 고속 비행 조건을 모사하기 위해 고도 및 마하수에 따른 공기의 전압력과 전온도, 연소실 유입공기의 산소 농도 및 비열비 등의 조건을 구현할 수 있어야 한다. 그리고 비행체에서 발생하는 경사충격파의 영향을 모사할 수 있어야 한다. 본 연구에서 설계한 지상 추진 시험 설비는 초음속 자유 제트 불어내기(Supersonic free-jet blowdown)방식으로, 고압공기 공급원(최대 가압 압력 32MPa), 가열기(Vitiation 타입), 초음속 디퓨저, 이젝터 및 시험부(노즐 출구=200mm$\times$200mm)등으로 구성되어 있다.

• Journal of Mechanical Science and Technology
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• 제15권12호
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• pp.1816-1821
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• 2001

Two-dimensional blow-down type supersonic wind tunnel was designed and built to investigate the transient behavior of the startup of a supersonic flow from rest. The contour of the divergent part of the nozzle was determined by the MOC calculation. The converging part of the nozzle, upstream of fille throat was contoured to make the flow uniform at the throat. The flow characteristics of the steady supersonic condition were visualized using the high-speed schlieren photography. The Mach number was evaluated from the oblique shock wave angle on a sharp wedge with halt angle of 5 degree. The measured Mach number was 2.4 and was slightly less than the value predicted by the design calculation. The initial transient behavior of the nozzle was recorded by a high-speed digital video camera with schlieren technique. The measured transition time from standstill to a steady supersonic flow was estimated by analyzing the serial images. Typical transition time was approximately 0.1sec.

• 한국추진공학회지
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• 제7권4호
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• pp.53-62
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• 2003

램제트 및 스크램 제트 엔진의 개발을 위한 초음속 지상 추진 시험설비는 고고도, 고속 비행 조건을 모사하기 위해 고도 및 마하수에 따른 공기의 전압력과 전온도, 연소실 유입공기의 산소 농도 및 비열비 등의 조건을 구현할 수 있어야 한다. 그리고 비행체에서 발생하는 경사충격파의 영향을 모사할 수 있어야 한다. 본 연구에서 설계한 지상 추진 시험 설비는 초음속 자유 제트 불어내기 방식으로, 고압공기 공급원(최대 가압 압력 32MPa), 가열기(vitiation 타입), 초음속 디퓨저, 이젝터 및 시험부(노즐 출구=200mm${\times}$200mm)등으로 구성되어 있다.