• 대한기계학회논문집B
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• 제36권1호
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• pp.61-66
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• 2012

본 연구에서는 NACA0014 천음속 익형 유동에 있어서 비평형 응축이 Terminating shock 의 진동에 미치는 영향을 TVD 수치해석을 통하여 연구하였다. 주류 마하수 0.81-0.87 에 대해 정체점 상대습도가 유동 특성에 미치는 영향이 구명되었다. 받음각 ${\alpha}=0^{\circ}$ 정체점 온도(288K) 및 주류 마하수가 동일한 경우, 정체점 상대습도의 증가는 Terminating shock 의 충격파 강도를 약화시키고 충격파의 진동수도 감소시킨다. 정체점 상대습도가 동일한 경우는 주류 마하수가 클수록 충격파의 진동수는 증가한다. 정체점 상대습도가 동일한 경우, 충격파의 이동거리는 주류 마하수가 클수록 증가하는 것으로 나타났다. 특히, 충격파가 동일한 x/c 에 위치하는 경우, Terminating shock 의 충격파 강도는 충격파가 상류로 이동할 때가 하류로 이동할 때보다 강하게 된다.

• 한국전산유체공학회:학술대회논문집
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• 한국전산유체공학회 2002년도 추계 학술대회논문집
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• pp.103-108
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• 2002

The M-AUSMPW+ scheme that can capture shock waves exactly with monotonic characteristics is modifided from AUSMPW+ by analyzing the cause of oscillation in shock regions. Firstly shock-capturing characteristics of general FVS including the AUSM-type schemes are investigated in detail, according to the difference between a cell-interface and a sonic transition position. The cause of oscillation is the improper numerical dissipation that could not represent the real Physics. The M-AUSMPW+ could capture shocks exactly without oscillatory behaviors in considering the sonic transition position and an cell-interface position.

• 대한기계학회논문집B
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• 제26권7호
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• pp.951-958
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• 2002

Rapid expansion of a moist air or a stream through a supersonic nozzle often leads to non-equilibrium condensation shock wave, causing a considerable energy loss in flow field. Depending on amount of latent heat released due to non-equilibrium condensation, the flow is highly unstable or a periodical oscillation accompanying the condensation shock wave in the nozzle. The unsteadiness of the condensation shock wave is always associated with several kinds of instabilities as well as noise and vibration of flow devices. In the current study, a passive control technique using a porous wall with a plenum cavity underneath is applied for the purpose of alleviation of the condensation shock oscillations in a transonic nozzle. A droplet growth equation is coupled with two-dimensional Navier-Stokes equation system. Computations are carried out using a third-order MUSCL type TVD finite-difference scheme with a second-order fractional time step. An experiment using an indraft wind tunnel is made to validate the present computational results. The results show that the oscillations of the condensation shock wave are completely suppressed by the current passive control method.

• 한국추진공학회지
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• 제2권3호
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• pp.36-46
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• 1998

초음속 유동에서 발생하는 충격파는 일반적으로 충격파 상류와 하류의 압력비에 의해 일반적으로 결정된다. 본 연구에서는 충격파의 진동현상을 규명하기 위한 연구의 일환으로, 미소교란법(small perturbation method)을 이용하여 이론해석을 수행하였으며, 충격파 하류의 유동장에 에너지 손실을 적용하여 충격파의 안정성을 이론적으로 해석하였다. 이론해석에서는 충격파 상류에 경계층 유동에서 발생하는 난류변동이나 주류에서의 압력변동이 충격파의 진동과 관련된다고 생각하여, 충격파 상류의 유동에 미소압력변동을 적용하여 충격파의 진동특성을 해석하였다. 본 연구의 결과들을 타 연구의 결과와 비교하였으며, 열선풍속계(hot wire)를 이용한 실험적 연구결과와 비교하였다.

• 대한기계학회논문집B
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• 제38권3호
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• pp.219-225
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• 2014

본 연구에서는 NACA0012/14/15 천음속 에어포일 유동에서 비평형 응축이 충격파 진동에 미치는 영향을 TVD 수치해석을 통하여 연구하였다. 주류 마하수 0.81-0.90에 대해, 정체점 상대습도 및 에어포일의 기하학적 형상이 유동 특성에 미치는 영향이 구명되었다. 받음각 ${\alpha}=0^{\circ}$, 정체점 온도(288K) 및 주류 마하수가 0.87인 경우, 정체점 상대습도의 증가는 Terminating Shock의 충격파 강도를 약화시킨다. 정체점 상대습도가 30%인 경우 961Hz이던 충격파의 진동수가 60%일 때는 912Hz로 약 5% 감소한다. 정체점 상대습도가 동일한 경우는 주류 마하수가 클수록 충격파의 진동수 및 이동거리는 크게 된다. 또, 진동의 한 주기에 대해 항력계수의 변화도 구명되었다. 정체점 상대습도가 높을수록 최대 항력 계수는 작고, 항력계수의 변화폭 또한 감소한다. 한편 에어포일의 최대 두께가 두꺼울수록 초음속 영역의 크기는 증가하며 충격파의 진동수 및 이동거리도 증가한다.

• 대한기계학회논문집
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• 제18권4호
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• pp.933-945
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• 1994

A shock-wave in a supersonic flow can be theoretically determined by a given pressure ratio at upstream and downstream flowfields, and then the obtained shock-wave is stable in its position. Under the practical situation in which the shock-wave interacts with the boundary layer along a solid wall, it cannot, however, be stable even for the given pressure ratio being independent of time and oscillates around a time-mean position. In the present study, oscillations of a weak normal shock-wave in a supersonic diffuser were measured by a Line Image Sensor(LIS), and they were compared with the data of the wall pressure fluctuations at the foot of the shock-wave interacting with the wall boundary layer. LIS was incorporated into a conventional schlieren optical system and its signal, instantaneous displacement of the interacting shock-wave, was analyzed by a statistical method. The results show that the displacement of an oscillating shock-wave increase with the upstream Mach number and the dominant frequency components of the oscillating shock-wave are below 200 Hz. Measurements indicated that shock-wave oscillations may not entirely be caused by the boundary layer separation. The statistical properties of oscillations appeared, however, to be significantly affected by shock-induced separation of turbulent boundary layer.

• 한국항공우주학회지
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• 제30권2호
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• pp.21-29
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• 2002

각 수치기법별로 충격파 주위에서 발생하는 진동현상의 원인을 분석하여 단조성을 유지하면서 충격파를 정확하게 포착할 수 있는 M-AUSMPW+를 개발하였다. 제어면과 음속천이 점 위치에 대하여 FVS계열 수치 기법과 ASUM계열 수치기법들이 충격파 포착시 나타내는 특성들을 분석하였고 충격파 주위의 수치진동의 원인을 찾아내었다. 음속천이점의 위치를 계산하고 이를 통해 충격파 영역에서의 물리 현상을 정확하게 반영함으로써 기존 AUSM계열 수치기업이 가지는 충격과 주위의 물성치 진동현상을 근본적으로 제거 할 수 있었다.

• 한국전산유체공학회:학술대회논문집
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• 한국전산유체공학회 2003년도 The Fifth Asian Computational Fluid Dynamics Conference
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• pp.243-243
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• 2003

• 한국연소학회:학술대회논문집
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• 한국연소학회 2015년도 제51회 KOSCO SYMPOSIUM 초록집
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• pp.251-255
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• 2015

Unsteady Shock-Induced Combustion has been studied for the past few decades since it is considered as one of the potential ways to reach supersonic flights. Experimental observations of Unsteady SIC were observed as early as 1960's. But Lehr was the first to report in detail the mechanisms of Shock-Induced Combustion experimentally. Numerical Studies on SIC were helpful in explaining the insight into the oscillatory behaviour in the mid 90's to early 2000's. Detailed reaction mechanisms is required to prediction the SIC flowfield more in detail. However at that time, very few reaction mechanisms on hydrogen-oxidation were reported. In the last decade, various number of hydrogen reaction mechanisms were reported. In this study, an attempt has been made to analyze the effect of various reaction mechanisms in an unsteady mode of Shock-Induced Combustion.

• 한국추진공학회:학술대회논문집
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• 한국추진공학회 2008년 영문 학술대회
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• pp.364-370
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• 2008

Spinning detonations propagating in a circular tube were numerically investigated with a one-step irreversible reaction model governed by Arrhenius kinetics. The time evolution of the simulation results was utilized to reveal the propagation mechanism of single-headed spinning detonation. The track angle of soot record on the tube wall was numerically reproduced with various levels of activation energy, and the simulated unique angle was the same as that of the previous reports. The maximum pressure histories of the shock front on the tube wall showed stable and unstable pitch modes for the lower and higher activation energies, respectively. The shock front shapes and the pressure profiles on the tube wall clarified the mechanisms of two modes. The maximum pressure history in the stable pitch remained nearly constant, and the single Mach leg existing on the shock front rotated at a constant speed. The high and low frequency pressure oscillations appeared in the unstable pitch due to the generation and decay of complex Mach interaction on the shock front shape. The high frequency oscillation was self-induced because the intensity of the transverse wave was changed during propagation in one cycle. The high frequency behavior was not always the same for each cycle, and therefore the low frequency oscillation was also induced in the pressure history.