• 제목/요약/키워드: Supersonic Flow

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익렬 위치에 따른 초음속 터빈의 확산 손실에 대한 실험적 연구 (An experimental study on the expansion loss of a supersonic turbine with the cascade position)

  • 조종재;김귀순;정은환
    • 한국추진공학회:학술대회논문집
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    • 한국추진공학회 2006년도 제27회 추계학술대회논문집
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    • pp.387-392
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    • 2006
  • 본 연구에서는 초음속 충동형 터빈의 유동특성을 알아보기 위해 소형 초음속 풍동을 설계하였다. 실험은 익렬 위치에 따른 초음속 터빈의 유동 특성을 파악하고 확산 손실이 발생하는 특성을 알기 위해 익렬의 위치를 조절해가며 2차원 초음속 노즐과 익렬을 조합하여 실시하였다. Z-type 슐리렌(Schlieren) 시스템을 이용하여 유동을 가시화 하였다. 이러한 실험을 통해 충격파를 포함한 복잡한 유동 형태와 유동박리, 충격파-경계층 상호작용 등을 관찰할 수 있었다.

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노즐 형상과 기판의 위치 변화가 초음속 유동에 미치는 영향에 관한 수치해석 연구 (Numerical study on the effects of nozzle geometry and substrate location in the supersonic flow)

  • 박정재;윤석구;김호영
    • 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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    • 한국신재생에너지학회 2010년도 춘계학술대회 초록집
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    • pp.58.2-58.2
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    • 2010
  • This paper deals with the simulation of solid particle coating technology via supersonic nozzle in vacuum environment to devote as an aerosol-deposition device. In order to improve efficiencies of nozzle and coating process, effects of shockwave, nozzle geometry, and substrate location were studied computationally under a fixed chamber pressure of 0.01316 bar which is nearly vacuous. Shockwave is the important factor affect to entire flow because shockwave in the jet flow dissipates the kinetic energy of the flow in the supersonic condition. Results show that various nozzle geometries have significant effect on the supersonic flow and we know that the supersonic nozzle should be optimized to minimize the loss of the flow. Another parameter, the distance between substrate and nozzle tip, shows little effect in this study.

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이차목을 갖는 초음속 이젝터 작동압력에 대한 연구 (Study of Starting Pressure of a Supersonic Ejector with a Second-Throat)

  • 진정근;권세진;김세훈
    • 대한기계학회논문집B
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    • 제29권8호
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    • pp.934-939
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    • 2005
  • Starting pressure of a supersonic ejector with a second-throat was investigated. In case of mixing chamber length longer than a critical length, starting pressure is in proportion to length of the mixing chamber. In this study, we assumed that the ejector starts when the primary supersonic flow reaches inlet of the second-throat and the distance of the supersonic flow traveling can be expressed by multiplying an empirical factor to the first diamond shock length of overexpanded flow. To calculate the overexpanded supersonic flow, a mixing model was employed to compute secondary flow pressure and the result was applied to back pressure condition of overexpanded flow calculation. In the result, for three cases of primary nozzle area ratio, we could get accurate model of predicting the starting pressure by selecting a suitable empirical factors around 3.

EXPERIMENTAL AND COMPUTATIONAL STUDIES ON HYSTERISYS PHENOMENON OF SUPERSONIC COANDA WALL JETS

  • Kim, Heuy-Dong;Kweon, Oh-Sik;Setoguchi, Toshiaki
    • 대한기계학회:학술대회논문집
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    • 대한기계학회 2000년도 춘계학술대회논문집B
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    • pp.514-519
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    • 2000
  • Recently a considerable interest is being concentrated on industrial applications of supersonic Coanda wall jets, but the flow physics are not still understood well. It is of practical importance to evaluate the effectiveness of supersonic Coanda wall jet devices fer such industrial purposes. In the present work, experiments and computations were performed to Set a better understanding of the supersonic Coanda jet physics. The experiments were made using a small blow-down wind tunnel. The operating pressure ratio and the Coanda surface configuration were changed to investigate their influences on the wall jet flows. Two-dimensional Navier-Stokes computations were performed using a TVD finite volume scheme to effectively capture the important wave structures of supersonic Coanda jet flows. Both experimental and computational results showed several important hysterical features of the supersonic Coanda wall jets; the attachment and detachment of supersonic Coanda jet were strongly dependent on the change processes of the operating pressure ratio and the detailed flow configuration.

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Transient Shock Waves in Supersonic Internal Flow

  • ;신춘식;;김희동
    • 한국추진공학회:학술대회논문집
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    • 한국추진공학회 2010년도 제34회 춘계학술대회논문집
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    • pp.357-361
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    • 2010
  • When high-pressure gas is exhausted through nozzle exit to the atmosphere, expanded supersonic jet is formed with the Mach disk at a specific condition. In two-dimensional supersonic jets, the hysteresis phenomenon of the reflected shock waves is found to occur under quasi-steady flow conditions. Transitional pressure ratio between the regular reflection and Mach reflection in the jet is affected by this phenomenon. In the present study, experiments are carried out on internal flow in a supersonic nozzle to clarify the hysteresis phenomena for the shock waves and to discuss its interdependence on the rate of the change of pressure ratio with time. Flow visualization is carried out separately on the straight and divergent channels downstream of the nozzle throat section. The influence that the hysteresis phenomena have on the location of shock wave in a supersonic nozzle is also investigated experimentally.

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가변형 음속/초음속 이젝터 시스템에 관한 실험적 연구 (An Experimental Study of the Variable Sonic/supersonic Ejector Systems)

  • 이준희;김희동
    • 대한기계학회논문집B
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    • 제29권5호
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    • pp.554-560
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    • 2005
  • A new method to improve the efficiency of a hydrogen fuel cell system was introduced by using variable sonic/supersonic ejectors. To obtain the variable area ratio of the nozzle throat to ejector throat which controls the mass flow rate of the suction flow, the ejectors used a movable cylinder inserted into a conventional ejector-diffuser system. Experiments were carried out to understand the flow characteristics inside the variable ejector system. The secondary mass flow rates of subsonic and supersonic ejectors were examined by varying the operating pressure ratio and area ratio. The results showed that the variable sonic/supersonic ejectors could control the recirculation ratio by changing the throat area ratio, and also showed that the recirculation ratio increased fur the variable sonic ejector and decreased for the variable supersonic ejector, as the throat area ratio increases.

Direct-Connect 초음속 연소기 내 초음속 유동 형성과정에 대한 수치해석 (Numerical Study on the Process of Supersonic Flow Formation in a Direct-Connect Supersonic Combustor)

  • 정승민;한형석;성부경;이은성;최정열
    • 한국항공우주학회지
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    • 제48권11호
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    • pp.889-902
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    • 2020
  • 본 연구에서는 직접 연결식 초음속 연소기에서 설계점을 만족하는 초음속 유동의 형성유무 및 안정화 소요시간을 확인하기 위한 수치해석이 수행되었다. 이를 위하여 연소식 공기 가열기 하류의 고압 유동이 초음속 연소기로 전파되며 초음속 유동장을 형성해가는 과정을 살펴보았다. 압력 및 온도 분석을 통해, 초음속 유동장이 설계점인 마하수 2.0, 1,000 K을 만족하며, 최소 4.0 ms의 안정화 시간이 필요함을 확인하였다. 따라서 초음속 연소시험에서 연료분사 이전에 유동 안정화에 필요한 시간을 고려해야 함을 알 수 있었다.

초음속 터빈의 축방향 간격비에 따른 유동 특성에 대한 실험적 연구 (Experimental Study on the Flow Characteristics of Supersonic Turbine with the Axial Gap Ratios)

  • 조종재;김귀순;정은환
    • 한국항공우주학회지
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    • 제35권2호
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    • pp.136-142
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    • 2007
  • 본 연구에서는 초음속 충동형 터빈의 유동특성을 알아보기 위해 소형 초음속 풍동을 설계하였다. 실험은 2차원 초음속 노즐과 익렬을 조합하여 터빈 설계 인자 중의 하나인 터빈 축 간격비에 따라 실시하였으며 단일경로 슐리렌(Schlieren) 시스템을 이용하여 유동을 가시화하였다. 그리고 다채널 압력측정 시스템을 이용하여 터빈 익렬 내의 정압력과 전압력을 측정하였다. 이러한 실험을 통해 충격파를 포함한 복잡한 유동 형태와 유동박리, 충격파-경계층 상호작용 등을 관찰할 수 있었다.

초음속 터빈의 익렬 앞전 모서리각에 따른 유동 특성에 대한 실험적 연구 (An experimental study on the flow characteristics of a supersonic turbine cascade with the leading edge chamfer angle)

  • 조종재;김귀순;정은환
    • 한국추진공학회:학술대회논문집
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    • 한국추진공학회 2006년도 제26회 춘계학술대회논문집
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    • pp.361-366
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    • 2006
  • 본 연구에서는 초음속 충동형 터빈의 유동특성을 알아보기 위해 소형 초음속 풍동을 설계하였으며 Schlieren system을 이용하여 유동을 가시화하였고 압력변환기를 이용하여 터빈내의 전압력과 정압력을 측정하였다. 실험은 2차원 초음속 노즐과 익렬을 조합하여 익렬 앞전 모서리각에 따라 실시하였다. 그리고 이를 통해 충격파를 포함한 복잡한 유동 형태와 노즐-익렬, 충격파-경계층 상호작용 등, 초음속 충동형 터빈의 유동특성을 관찰할 수 있었다.

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초음속 터빈의 축방향 간격에 따른 유동 특성에 대한 실험적 연구 (An experimental study on the flow characteristics of a supersonic turbine as the axial gap)

  • 조종재;김귀순;김진한;정은환
    • 한국추진공학회:학술대회논문집
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    • 한국추진공학회 2005년도 제25회 추계학술대회논문집
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    • pp.100-105
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    • 2005
  • 본 연구에서는 초음속 충동형 터빈의 유동특성을 알아보기 위해 소형 초음속 풍동을 설계하였으며 Single pass Schlieren system을 이용하여 유동을 가시화하였다. 실험은 2차원 초음속 노즐과 익렬을 조합하여 노즐-익렬 간극에 따라 실시하였다. 실험을 통해 유동을 가시화하고 익렬 내부의 압력을 측정하였다. 그리고 이를 통해 충격파를 포함한 복잡한 유동 형태와 노즐-익렬, 충격파-경계층 상호작용 등, 초음속 충동형 터빈의 유동측성을 관찰할 수 있었다.

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