• 제목/요약/키워드: Supersonic Combustion

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해외 선진국의 스크램제트 개발역사 및 동향(2) : 프랑스, 독일, 일본 그리고 오스트레일리아 (Histories and Trends on Scramjet Development of Worldwide Developed Countries (2) : France, Germany, Japan and Australia)

  • 박종찬
    • 한국추진공학회:학술대회논문집
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    • 한국추진공학회 2005년도 제25회 추계학술대회논문집
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    • pp.79-85
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    • 2005
  • 1950년대 후반 램제트의 성능을 개선하고자 시작된 스크램제트 관련 연구는 이후 상당한 기술적 진보를 이룩하였다. 현대의 스크램제트는 기동성 및 경제성의 측면에서 대기권 내 극초음속 비행체 및 유도무기 그리고 우주 발사체에 이르기까지 가까운 시일 내에 적용이 가능할 것으로 여겨지는 가장 대표적인 추진기관이다. 본 논문에서는 스크램제트에 대하여 해외 선진국 중 프랑스, 독일, 일본 그리고 오스트레일리아의 개발 역사 및 최근 연구 동향에 대하여 조사, 제시하고자 한다.

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대와류모사 기법과 확률밀도함수를 이용한 스크램제트 연소부에서의 연소 현상 연구 (Large-Eddy Simulation based Eulerian PDF Approach for the Simulation of Scramjet Combustors)

  • 구희석
    • 한국연소학회:학술대회논문집
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    • 한국연소학회 2012년도 제45회 KOSCO SYMPOSIUM 초록집
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    • pp.355-357
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    • 2012
  • A probability density function (PDF) approach to account for turbulence-chemistry interaction in the context of large eddy simulation (LES) based simulation of scramjets is developed. To solve the high-dimensional joint-composition PDF transport equation robustly, the semi-discrete quadrature method of moments (SeQMOM) is recently proposed [1]. The SeQMOM approach addresses key numerical issues in LES related to the inaccuracies in computing filter-scale gradients, enabling an efficient and numerically consistent solution of the PDF transport equation. The computational tool is used to simulate a cavity-stabilized Mach 2.2 supersonic combustor.

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대추력 액체로켓엔진 예비설계 프로그램 : 정상성능 설계를 위한 구성품 모델링 (Preliminary Design Program for a High Thrust Liquid Rocket-Engine : Components Design for Static Performance Design)

  • 고태호;김상민;김형민;윤웅섭
    • 한국추진공학회:학술대회논문집
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    • 한국추진공학회 2009년도 춘계학술대회 논문집
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    • pp.414-416
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    • 2009
  • In order to build a transient simulation program for a high thrust liquid rocket engine(LRE), a static performance simulation program for components were made. The components were the thrust chamber (combustion chamber and supersonic nozzle), centrifugal pump (impeller and volute casing), impulse turbine, and flow control devices (control valve and orifice). Simplified mathematical models based on classical thermodynamic and inviscid theories were used to remove complexity and enhance the utility of the program. We examined the results of each program qualitatively for validate each component modeling.

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렘제트탄의 공기역학적 특성 연구 (The Study of Aerodynamic Characteristics for the Ram-jet Projectile)

  • 박순종;신필권;이택상;김경련;박종호;김윤곤
    • 대한기계학회:학술대회논문집
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    • 대한기계학회 2002년도 학술대회지
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    • pp.751-754
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    • 2002
  • The SFU(Solid Fuel Ram-Jet) propulsion is attractive for projectiles because of the combination of high propulsive performance and low system complexity more than conventional projectiles. The Objective of this research was to characterize the inlet aerodynamic characteristics (centerbody & pilot type) in SFRJ. Diffuser static pressure & combustion chamber pressure was tested and the AoA was changed $0^{\circ}\;and\;4^{\circ}$ at Mach number of 3.0 for performance estimate. The performance study of inlet was carried out with the Schlieren system and Supersonic cold-flow system. A Computational fluid dynamic solution is applied internal flow of inlet and the solutions are compared with experimental results.

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초음속 연소기에서의 혼합과 연소현상에 관한 수치해석 (Numerical Simulation of Mixing and Combustion in a Normal Injection of the Scramjet)

  • 문수연;이충원;손창현
    • 대한기계학회:학술대회논문집
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    • 대한기계학회 2001년도 추계학술대회논문집B
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    • pp.475-480
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    • 2001
  • The flowfield of transverse jet in a supersonic air stream subjected to shock wave turbulent boundary layer interactions is simulated numerically by Generalized Taylor Galerkin(GTG) finite element methods. Effects of turbulence are taken into account with a two-equation $(k-\varepsilon)$ model with a compressibility correction. Injection pressures and slot widths are varied in the present study. Pressure, separation extents, and penetration heights are compared with experimental data. Favorable comparisons with experimental measurements are demonstrated.

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근사 화학반응 자코비안을 이용한 화학반응 유동해석 (Approximate Chemical Jacobian Methods for Reactive Flow Simulations)

  • 김성룡;최정열;정인석;박양호
    • 한국전산유체공학회:학술대회논문집
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    • 한국전산유체공학회 1999년도 추계 학술대회논문집
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    • pp.59-64
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    • 1999
  • The Equations of Chemical kinetics ate very stiff, which forces the use of an implicit scheme. The problem of implicit scheme, however, is that the jacobian must be solved at each time step. In this paper, we examined the approximate chemical jacobian methods such as Gauss-Seidel, Jacobi partial jacobian and diagonalized jacobian that can be stable without full jacobian, We show that Gauss-Seidel jacobian method is stable and accurate as well as full jacobian and that this is more efficient in supersonic combustion problem about $20\%$ than the full jacobian method with same accuracy,

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스크램제트 공동 화염 보염기 형상에 따른 유동 특성의 수치적 연구 (Numerical Study of Flow Characteristics of Scramjet with a Cavity Flameholder)

  • 장원근;이학진;최성임
    • EDISON SW 활용 경진대회 논문집
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    • 제3회(2014년)
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    • pp.603-609
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    • 2014
  • 차세대 제트 추진기관으로 주목받고 있는 스크램제트 엔진의 핵심은 연소기 내부에서의 성공적인 초음속 연소를 필요로 한다. 초음속 연소는 공기-연료 혼합(fuel-air mixing)의 정도에 따라 연소효율이 영향을 받게 된다. 공동형 화염 보염기(cavity flameholder)는 재순환 영역(recirculation zone)을 생성하여 연료 혼합의 효율을 높여 지속적인 초음속 연소가 진행될 수 있는 시간을 제공한다. 본 연구에서는 EDISON 전산유체역학 소프트웨어를 이용하여 공동형 화염 보염기를 지나는 초음속 유동의 재순환 영역과 전압력 변화에 대한 전산 해석을 수행하였다. 초기 형상을 생성하여 유동 해석을 수행한 후, 3개의 형상 변수에 대한 매개 변수 연구를 통하여 공동의 형상과 위치에 따른 재순환영역의 제어가 가능함을 확인하였다.

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Numerical Quadrature for the Prandtl Meyer Function at High Temperature with Application for Air

  • Zebbiche, Toufik
    • International Journal of Aeronautical and Space Sciences
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    • 제9권2호
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    • pp.9-17
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    • 2008
  • When the stagnation temperature of the combustion chamber or ambient air increases, the specific heats and their ratio do not remain constant any more, and start to vary with this temperature. The gas remains perfect, except, it will be calorically imperfect and thermally perfect. A new generalized form of the Prandtl Meyer function is developed, by adding the effect of variation of this temperature, lower than the threshold of dissociation. The new relation is presented in the form of integral of a complex analytical function, having an infinite derivative at the critical temperature. A robust numerical integration quadrature is presented in this context. The classical form of the Prandtl Meyer function of a perfect gas becomes a particular case of the developed form. The comparison is made with the perfect gas model for aim to present a limit of its application. The application is for air.

액체 램제트 엔진의 성능 설계와 성능 민감도에 관한 연구 (Study on Performance Design and Sensitivity of a Liquid Ramjet Engine)

  • 성홍계
    • 한국항공운항학회지
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    • 제14권2호
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    • pp.27-32
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    • 2006
  • The performance-design algorithm of a liquid ramjet engine was studied, which showed the comparable results with CFD calculation except the shock-boundary layer interaction region. In addition to the description of the design algorithm, several important design parameters, such as equivalence ratio, combustion efficiency, air capturing factor, and flight Mach number, are evaluated as predicting one of performance factors, Isp, of a typical ramjet engine, so that the flight envelope might not be determined with narrow perspective performance-operation-area in off-design regime.

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로켓노즐에 장착된 제트베인 표면의 열전달 특성 (Heat transfer on a jet vane surface installed in a rocket nozzle)

  • 유만선;김병기;조형희;황기영;배주찬
    • 한국추진공학회:학술대회논문집
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    • 한국추진공학회 2003년도 제20회 춘계학술대회 논문집
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    • pp.54-58
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    • 2003
  • 로켓추진기관의 발사초기 자세제어와 조정 안정성의 확보를 위해 로켓노즐 출구부에 장착되어지는 제트베인(jet vane)은 작은 설치 공간 및 빠른 응답성 등과 같은 장점과 함께 엔진 연소실에서 발생한 고온고속의 연소가스에 직접 노출되어 삭마(ablation)되는 단점 또한 안고 있다. 본 연구는 제트베인의 삭마해석을 위한 기초연구로서 균일 초음속 유동장내에 위치한 단일 제트베인으로의 열전달 특성 해석을 수행하여 보았다.

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