• 대한기계학회논문집
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• 제18권3호
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• pp.612-623
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• 1994

Shock-wave focusing from a two-dimensional parabolic reflector was simulated using an explicit finite volume upwind TVD scheme. Computations were performed for three different incident shock speeds of $M_s$ = 1.1, 1.2 and 1.3, corresponding to the relatively weak, intermediate, and strong shock waves, respectively. Numerical solutions nicely resolved all the waves evolving through the focusing process. As the incident shock strength increase, a transition was observed in the shock-fronts geometry that was caused by the change in the reflection type of converging shock fronts on the axis of symmetry, from regular-type to Mach-type reflection. The computed maximum on-axis pressure amplification and the trajectories of three-wave intersections showed good agreement with experimental results. The strong nonlinear effect near the focal region which determines the shock-fronts geometries at and behind the focus and at the same time confines the pressure amplification at the focus was clearly revealed from the present numerical simulation.

• 한국레이저가공학회지
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• 제6권2호
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• pp.27-33
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• 2003

A laser shock cleaning technology is a new dry cleaning methodology for the effective removal of small particles from the surface. This technique uses a plasma shock wave produced by a breakdown of air due to an intense laser pulse. In order to optimize the laser shock cleaning process, it needs to evaluate the cleaning performance quantitatively by using a monitoring technique. In this paper, an acoustic monitoring technique was attempted to investigate the laser shock cleaning process with an aim to optimize the cleaning process. A wide-band microphone with high sensitivity was utilized to detect acoustic signals during the cleaning process. It was found that the intensity of the shock wave was strongly dependent on the power density of laser beam and the gas species at the laser beam focus. As a power density was larger, the shock wave became stronger. It was also seen that the shock wave became stronger in the case of Ar gas compared with air and N$_2$ gas.

• 한국추진공학회지
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• 제17권5호
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• pp.54-59
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• 2013

현재 Micro Shock Tube는 다양한 공학응용분야에 적용되고 있으며, 특히 우주항공 및 연소기술 그리고 약물전달 등의 분야에서 광범위한 잠재력을 가진 장치 중 하나이다. 그러나 Micro Shock Tube에서의 유동 특성은 작은 직경으로 인해 형성되는 매우 낮은 Reynolds Number와 높은 Knudsen Number의 영향으로 일반적으로 잘 알려진 Macro Shock Tube의 유동 특성과 상이하게 나타난다. 본 연구에서는 이러한 Micro Shock Tube의 유동 특성을 상세히 연구하기 위해 직경이 다른 두 가지 Micro Shock Tube의 실험을 수행하였다. 충격파 전파를 측정하기 위해 고압관의 파막압력 그리고 저압관의 세 지점에 센서를 설치하여 압력을 측정하고 분석하였다. 본 연구로부터, 동일한 파막압력에서 Micro Shock Tube 직경의 증가에 따라 충격파 전파속도가 증가하였고, 반사파의 영향도 더 크게 받았다.

• 대한기계학회논문집B
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• 제20권3호
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• pp.1083-1095
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• 1996

Shock wave/boundary layer interaction frequently causes the shock wave to oscillate violently and thus the global flow field to unstabilize. In order to stabilize the shock wave system in the diffuser of a supersonic wind tunnel, the present study attempted to control the shock oscillations by using a passive control. A porous wall with the porosity of 19.6% was mounted on a shallow cavity. Experiment was made by means of schlieren optical observation and wall pressure measurements. The flow Mach number just upstream the shock system and Reynolds number based on the turbulent boundary layer thickness were 2.1 and 1.8 * 10$\^$6/, respectively. The results show that the present passive control method on the shock wave/boundary layer interaction in the supersonic diffuser can significantly suppress the oscillations of shock system, especially when the shock system locates at the porous wall.

• 대한기계학회:학술대회논문집
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• 대한기계학회 2002년도 학술대회지
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• pp.151-154
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• 2002

The twin impulse wave leads to very complicated flow fields, such as Mach stem, spherical waves, and vortex ring. The twin impulse wave discharged from the exits of the two tubes placed in parallel is investigated to understand detailed flow physics associated with the twin impulse wave, compared with those in a single impulse wave. In the current study, the merging phenomena and propagation characteristics of the impulse waves are investigated using a shock tube experiment and by numerical computations. The Harten-Yee's total variation diminishing (TVD) scheme is used to solve the unsteady, two-dimensional, compressible, Euler equations. The Mach number $M_{s}$, of incident shock wave is changed below 1.5 and the distance between two-parallel tubes, L/d, is changed from 1.2 to 4.0. In the shock tube experiment, the twin impulse waves are visualized by a Schlieren optical system for the purpose of validation of computational work. The results obtained show that on the symmetric axis between two parallel tubes, the peak pressure produced by the twin-impulse waves and its location strongly depend upon the distance between two parallel tubes, L/d and the incident shock Mach number, $M_{s}$. The predicted Schlieren images represent the measured twin-impulse wave with a good accuracy.

• 대한기계학회논문집B
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• 제21권2호
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• pp.316-328
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• 1997

There were appreciable progresses on the study of shock wave / boundary layer interaction control in the transonic flow without nonequilibrium condensation. But in general, the actual flows associated with those of the airfoil of high speed flight body, the cascade of steam turbine and so on accompany the nonequilibrium condensation, and under a certain circumstance condensation shock wave occurs. Condensation shock wave / boundary layer interaction control is quite different from that of case without condensation, because the droplets generated by the result of nonequilibrium condensation may clog the holes of the porous wall for passive control and the flow interaction mechanism between the droplets and the porous system is concerned in the flow with nonequilibrium condensation. In these connections, it is necessary to study the condensation shock wave / boundary layer interaction control by passive cavity in the flow accompanying nonequilibrium condensation with condensation shock wave. In the present study, experiments were made on a roof mounted half circular arc in an indraft type supersonic wind tunnel to evaluate the effects of the porosity, the porous wall area and the depth of cavity on the pressure distribution around condensation shock wave. It was found that the porosity of 12% which was larger than the case of without nonequilibrium condensation produced the largest reduction of pressure fluctuations in the vicinity of condensation shock wave. The results also showed that wider porous area, deeper cavity for the same porosity of 12% are more favourable "passive" effect than the cases of its opposite. opposite.

• 한국소음진동공학회:학술대회논문집
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• 한국소음진동공학회 2001년도 춘계학술대회논문집
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• pp.121-126
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• 2001

This paper presents the experimental study for the reduction of transmitted shock waves in smart structures incorporating MR insert. MR fluid is filled within the two aluminum layers and two piezoceramic disks are embedded on the host plate as a transmitter and a receiver of the shock wave. Pulse wave generated by the transmitter is transmitted to the receiver through the MR insert and the plate. By applying magnetic field to the MR insert, the amplitude of the transmitted shock wave is reduced remarkably. The attenuation performance is tested by changing the applied magnetic field on MR inserts in two ways: by changing angle of permanent rubber magnet from 90 to 5 with 5 decrements, by using electromagnet in which magnetic field is controllable. The propagating wave speed of MR insert is also investigated.

• 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.

• 한국추진공학회지
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• 제25권6호
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• pp.36-44
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• 2021

스크램제트 엔진 비행시험체의 굽어진 중앙동체 내부 유로에서 발생하는 충격파-경계층 상호작용에 대한 수치해석을 수행하였다. 수치해석에는 압축성 Raynolds Averaged Navier Stokes(RANS) 방정식에 난류모델 k-ω SST을 사용하였다. 대표적으로 노즐 윗 벽면의 박리기포, 오목한 충격파와 경계층의 상호작용, 모서리의 충격파-충격파 상호작용이 포착되었다. 해석 결과는 굽어진 내부 유로의 충격파-경계층 상호작용을 가시화하여 이해를 높이고 설계 유의점을 제시하였다.

• 한국ITS학회 논문지
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• 제11권4호
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• pp.51-62
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• 2012

Lighthill과 Whitham의 충격파모형에 따르면 동일한 속도를 유지하는 교통류 흐름상태에서도 충격파가 존재하며, 이는 라디오 전파처럼 보이지도 않고 관측할 수도 없다고 하였다. 최근의 한 논문은 이 문제에 대해 새로운 접근방법을 통해 위와 같은 모순이 어떻게 발생하였는지를 보여주었고, 이를 개선하기 위해 점근적 충격파모형 (asymptotical shock wave model) 을 제시하였다. 점근적 충격파모형은 동일한 속도로 이동하는 균일한 교통류에서 라디오 전파와 같은 관측 불가능한 충격파가 존재하지 않는 것을 증명하였다. 그러나 상기 논문은 모형의 유도와 증명에 치중하였고 모형으로서의 해석이나 구체적인 수치를 적용한 모형의 검증은 아직 실행된 적이 없다. 본 논문은 점근적 충격파모형의 내포된 의미를 해석하고, 구체적인 수치를 바탕으로 한 시나리오를 통해 모형의 성능을 시험하였다. 그 결과 점근적 충격파모형은 기존 모형에 비해 수식상의 큰 차이는 없었지만, 유일한 차이인 등식의 세 번째 항목이 모형 결과에 결정적인 차이를 나타냄을 확인하였다. 새 모형에 도입된 파라메터는 적용된 수치의 대소에 따라 그 결과가 다르게 나타났다. 이는 기존의 충격파모형에는 없는 특징으로서, 적절한 수치를 선정한다면 다양한 교통흐름에 신축적으로 모형을 적용할 수 있을 것으로 판단된다. 또한 구체적인 수치를 적용한 점근적모형의 시나리오별 시험 결과 동일한 조건에서 새로운 모형은 기존 모형에 비해 충격파가 교통류의 하류 측으로 더 진행됨을 확인하였다. 양 모형간의 이러한 차이는 통계적 유의성 검토에서도 확인되었으며, 향후 현장 자료를 적용한 추가적 비교연구가 필요한 것으로 사료된다.