• 제목/요약/키워드: Supersonic Nozzle Flow

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압력비에 따른 2차원 초음속 터빈의 유동특성에 대한 실험적 연구 (An experimental study on the flow characteristics of a 2-D supersonic turbine with pressure ratio)

  • 정수인;김귀순;김진한;이은석;조종재
    • 한국추진공학회:학술대회논문집
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    • 한국추진공학회 2004년도 제23회 추계학술대회 논문집
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    • pp.99-108
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    • 2004
  • 본 연구에서는 초음속 충동형 터빈의 유동특성을 알아보기 위해 소형 초음속 풍동을 설계하였으며 Single pass Schlieren system을 이용하여 유동을 가시화 하였다. 실험은 2차원 초음속 노즐과 익렬을 조합하여 압력비에 따라 실시하였다. 실험을 통해 충격파를 포함한 복잡한 유동 형태와 노즐-익렬, 충격파-경계층 상호작용 등을 관찰할 수 있었다.

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평판에 충돌하는 초음속 제트에 유동특성 (Characteristics of Supersonic Jet Impingement on a Flat Plate)

  • 홍승규;이광섭;박승오
    • 한국전산유체공학회지
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    • 제6권3호
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    • pp.32-40
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    • 2001
  • Viscous solutions of supersonic jet impinging on a flat plate normal to the flow are simulated using three-dimensional Navier-Stokes solver. The jet impinging flow structure exhibits such complex nature as shock shell, plate shock and Mach disk depending on the flow parameters. Among others, the dominant parameters are the ratio of the nozzle exit pressure to the ambient pressure and the distance between the nozzle exit plane and the impinging plane. In the present study, the nozzle contour and the pressure ratio are held fixed, while the jet impinging distance is varied to illuminate the characteristics of the jet plume with the distance. As the plate is placed close to the nozzle at 3D high, the computed wall pressure at or near the jet center oscillates with large amplitude with respect to the mean value. Here D is the nozzle exit diameter. The amplitude of wall pressure fluctuations subsides as the distance increases, but the maximum mean pressure level at the plate is achieved when the distance is about 4D high. The frequency of the wall pressure is estimated at 6.0 kHz, 9.3 kHz, and 10.0 kHz as the impinging distance varies from 3D, 4D, to 6D, respectively.

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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 동축제트의 유동특성에 관한 연구 (Study of the Flow Characteristics of Supersonic Coaxial Jets)

  • 이권희;구병수;김희동
    • 대한기계학회논문집B
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    • 제25권12호
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    • pp.1702-1710
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    • 2001
  • Supersonic coaxial jets are investigated numerically by using the axisymmetric, Wavier-Stokes equations which are solved using a fully implicit finite volume method. Three different kinds of coaxial nozzles are employed to understand the flow physics involved in the supersonic coaxial jets. Two convergent-divergent supersonic nozzles are designed to have the same Mach number 2.0, and used to compare the coaxial jet flows with those discharging from one constant-area nozzle. The impingement angle of the annular jets are varied. The primary pressure ratio is changed in the range from 2.0 to 10.0 and the assistant jet ratio from 1.0 to 3.0. The results obtained show that the fluctuations of the total pressure and Mach number along the jet axis are much higher in the constant-area nozzle than those in the convergent-divergent nozzles, and the constant-area nozzle lead to higher total pressure losses, compared with the convergent-divergent nozzles. The assistant jets from the annular nozzle affect the coaxial jet flows within the distance less than about ten times the nozzle throat diameter, but beyond it the coaxial jet is conical with self-similar velocity profiles. Increasing both the primary jet pressure ratio and the assistant jet pressure ratio produces a longer coaxial jet core.

초음속노즐 수량 변화에 따른 공기역학적 특성의 연구 (A Study on Aerodynamic Characteristics with the Supersonic Nozzle Quantity)

  • 이종훈;김경련;박종호
    • 한국유체기계학회 논문집
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    • 제18권5호
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    • pp.54-58
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    • 2015
  • The objective of this paper is to investigate the flow characteristics of the multi nozzle. The configurations of the single, the 3- and the 6-nozzle were selected under Mach number of 2.5. Under-expanded pressure ratio such as 1.2, 1.6 and 2.0 were selected to elucidate interference of the free jet. The flow visualization was carried out with the Schlieren system and a supersonic cold-flow system. Also, the flow characteristics were studied computationally with the density measurements. Reasonable agreement between experimental and theoric equation has been achieved qualitatively.

평판에 충돌하는 음속/초음속 제트유동에 관한 연구 (Study on Sonic/Supersonic Impinging Jets on a Flat Pate)

  • 김희동;이호준;서태원;금기헌
    • 한국추진공학회:학술대회논문집
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    • 한국추진공학회 1998년도 제10회 학술강연회논문집
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    • pp.15-15
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    • 1998
  • The problem of the impingement of a sonic or a supersonic jet on a flat surface has not only wide applications but has also interesting and very complex flow phenomena. The main applications of this impinging jet include prediction of solid surface erosion, design of launcher systems, stage separation of multi-stage rocket system, V/STOL operations, thermal spray system, and manufacturing technologies of materials. Much have been learned about the supersonic impinging jet flow field but many fundamental questions have not been answered satisfactorily. The problem encompasses many facets of fluid dynamics which, in combination, present the compressibility effect and the viscous-inviscid interaction, coupled with flow separation and reattachment. What is more, there are many flow parameters that have on the impinging jet flow field, for example, Mach number, Reynolds number, pressure ratio, distance between the nozzle exit and flat plate, jet shock structure, nozzle diameter and etc. Thus the existing data on the supersonic impinging jet flow present considerable disagreement in which quantitative comparison between one result and another is often impossible.

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초음속 유동장에 놓인 공명관의 가열특성 연구 (Study on The heat characteristics of Resonator in Supersonic Flow)

  • 이정민;권민찬;신동순
    • 한국추진공학회:학술대회논문집
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    • 한국추진공학회 2004년도 제23회 추계학술대회 논문집
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    • pp.43-46
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    • 2004
  • 에너지원으로써 압축공기만을 사용하는 공기역학 점화기의 주요 구성요소 중 노즐부에 관한 실험 연구로써 노즐로 초음속 노즐과 스파이크 노즐을 사용하여 각각의 구조적인 특성을 소개하고 최대 가열온도를 주요 성능 특성으로 하여 고찰한 실험결과를 나타내고 있다. 초음속 노즐은 기존의 음속노즐의 사용에 비해 동일한 유량으로 보다 높은 온도에 더 마르고 도달하며, 스파이크 노즐의 사용을 통해 작동유량의 넓은 변화범위에서도 근 성능저하 없이 사용할 수 있는 특성을 확인할 수 있다.

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초음속 유동내 원형 2차분사 제트 주변에서의 표면 열전달 현상 연구 (Study on the Surface Heat Transfer Around a Circular Secondary Jet in the Supersonic Flow)

  • 이종주;유만선;조형희
    • 한국추진공학회지
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    • 제11권2호
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    • pp.47-53
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    • 2007
  • 본 논문에서는 초음속유동장 내에 분사된 2차 분사유동과 주유동의 상호작용에 의한 2차 분사노즐 주변에서의 열전달 현상을 관찰하였다. 벽면에는 등열유속조건을 주었다. 제트 자유유동간 운동량비(Jet to Freestream Momentum Ratio, J)에 따라 2차 분사를 초음속 유동장에 분사시켰으며, 적외선 카메라를 이용하여 2차 분사노즐 주변 벽면온도를 측정하였고, 이를 통하여 대류 열전달계수를 제시하였다.

부분입사형 초음속 터빈 익렬내 유동 특성에 관한 수치적 연구 (A Numerical Analysis on the Flow Characteristics within Blades of A Partial Admission Supersonic Turbine)

  • 신봉근;조종재;정수인;김귀순;이은석
    • 대한기계학회:학술대회논문집
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    • 대한기계학회 2004년도 춘계학술대회
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    • pp.1738-1743
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    • 2004
  • Turbo-pump system, an essential component of liquid rockets and induced weapons, adopts a partial admission axial turbine which drives pump. And the turbine of a turbo-pump system is usually operated at supersonic condition due to its high loading chracteristics. Therefore, reseaches about flow and performance characteristics of a partial admission supersonic turbine must be preceeded to progress the aerospace and defense industries as well as the development of turbo-pump systems. In this study, flow characterisitics within blades of the partial admission supersonic turbine are numerically investigated by using Fine Turbo, a commercial CFD Code. Before performing the numercial analyses, to verify accuracy of the numerical result computed by Fine Turbo, I performed the comparison between the numerical results with J.J.Cho' experimental results. It is found that the numerical results show good agreement with the experimental results. Computations about the partial admission supersonic turbine have been performed to investigate flow characteristics including shock patterns. It is also found that the flow and performance of partial admission supersonic turbine are largely depend on shocks ocurred in the nozzle and at the leading edge of blades, expansion or compression at exit of nozzle and separations occurred in passage.

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