• 대한기계학회논문집B
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• 제26권6호
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• pp.765-771
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• 2002

This Paper presents numerical solutions of two-dimensional Euler equations for supersonic steady and unsteady flows with heat addition in a convergent-divergent duct, The Van Leer FVS (flux vector splitting) method in generalized coordinates is employed in order to calculate the inviscid strong shock waves caused by thermal choking. We discuss on transient characteristics, start and unstart phenomena caused by thermal choking, limit of equivalence ratio to avoid thermal choking and fluctuation of specific thrust caused by thermal choking. We prove that thermal choking is a serious problem in view of engine performance.

• 한국연소학회:학술대회논문집
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• 한국연소학회 2000년도 제20회 KOSCO SYMPOSIUM 논문집
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• pp.76-84
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• 2000

A numerical study was conducted for the investigation of thermal choking process in a model scramjet engine based on the experimental results at the Australian National University. The results of numerical simulation showed that thermal choking process could be related to the interaction between hypersonic flow and fuel-air mixing process. Especially, we could make sure that turbulent mixing was most important parameter to the thermal choking process.

• 한국항공우주학회지
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• 제43권8호
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• pp.684-691
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• 2015

덕티드 로켓 가스발생기용 추진제 성능을 검증하기 위한 실험에서 직경이 10mm인 파이프와 최소 직경이 8.7mm인 수축 노즐을 배출 튜브로 사용하였을 때 급격한 압력 증가가 관찰되었다. 급격한 연소 압력 증가는 배출 튜브를 통과하는 유동의 열 질식(thermal choking) 때문인 것으로 판단하였다. 본 연구에서는 원형 파이프를 사용하는 경우, 배출 튜브 유동의 열 질식을 고려하여 가스발생기 연소 압력 변화를 예측하였다. 그 결과, 배출가스의 비-평형 화학반응으로 인한 배출 튜브 유동의 열 질식 발생이 급격한 연소 압력 증가의 원인임을 확인하였다. 특히 덕티드 로켓의 높은 압력 지수는 배출 튜브 내에서 발생하는 열에 매우 민감하게 반응하여 배출 튜브 내의 열 질식 가능성을 높이는 것으로 분석되었다. 또한 배출 튜브로 단면적의 변화가 있는 발산형 파이프를 사용하면 가스발생기의 급격한 연소 압력 증가를 예방할 수 있을 것으로 판단하였다.

• 대한기계학회논문집B
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• 제29권1호
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• pp.80-86
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• 2005

This study presents numerical solutions of the two-dimensional Navier-Stokes equations for supersonic unsteady flow in a convergent-divergent nozzle with heat addition. The TVD scheme in generalized coordinates is employed in order to calculate the moving shock waves caused by thermal choking. We discuss on transient characteristics, start and unstart phenomena, fluctuations of specific thrust caused by thermal choking and viscous effects. We prove that the control of separation of boundary layer is the most important key problem to prevent the thermal choking.

• 대한기계학회논문집B
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• 제31권2호
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• pp.109-115
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• 2007

Airframe-integrated Scramjet engines of NASA Langley type consist of a compressor, a combustion chamber and a nozzle. When some disturbances occur in one module of the engine, its influences are propagated to other modules. In this study, it is investigated numerically how shock waves were caused by thermal choking in one module propagate upstream and how they influence adjacent modules. The calculations are carried out in 2-dimensional supersonic viscous flow model using explicit TVD scheme in generalized coordinates. The adverse pressure gradient caused by heat addition brings about separation of the wall boundary layers and formation of the oblique shock wave that proceed to upstream. This moving shock wave formed one module blocks the flow coming into the adjacent modules, which makes the modules unstarted.

• 에너지공학
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• 제21권3호
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• pp.237-242
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• 2012

이 연구에서는 초음속 연소에서 발생하는 열폐색의 다양한 현상을 규명하기 위해 확대 축소 노즐 내부에서 열폐색에 의해 형성되는 2차원의 초음속의 비정상 유동장에 대한 수치해석 결과를 제시한다. 열폐색에 의해 야기되는 이동 충격파를 수치계산하기 위해 TVD 스킴을 이용하며, 노즐의 확대부의 일정영역에 가열을 통하여 열폐색이 발생할 수 있는 조건을 형성하고, 이 때 발생하는 천이현상을 분리부가 있는 경우와 없는 경우에 대해 불시동현상 발생속도, 비추력의 불안정성 등을 통해 비교, 설명한다. 분리부가 있는 경우가 없는 경우에 비해 열폐색에 의해 발생한 경사 충격파가 느린 속도로 상류측으로 이동하여 분리부의 설치가 엔진 불시동의 지연효과가 있음을 제시하였다.

• 한국추진공학회:학술대회논문집
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• 한국추진공학회 2017년도 제48회 춘계학술대회논문집
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• pp.297-300
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• 2017

스크램에서 램제트로의 천이가 일어날 때, thermal choking으로 인한 연소실 입구에서의 급격한 압력 상승은 불가피하다. NAR이라고도 불리는 이러한 현상은 당량비의 과도한 증가에 의해서 관찰된다. 그러나, NAR의 변화에 영향을 미치는 요소들에 대한 연구는 활발하게 이루어지지 않았다. 본 연구에서는 격리부 입구에서의 마하수에 따른 NAR의 변화는 수치해석적 그리고 이론해석적으로 분석되었다. 결론적으로 격리부 입구의 마하수 증가는 NAR의 범위를 확대시킨다.

• Nuclear Engineering and Technology
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• 제47권1호
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• pp.135-138
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• 2015

A new correlation predicting the idealized critical mass-flow rates of water for subcooled and saturated liquid water including two-phase water flow was developed for a wide range of upstream stagnation pressures (e.g., 0.5-20.0 MPa). A choking correction factor dependent on the upstream stagnation pressure and subcooled temperature was introduced into a new correlation, and its values were suggested to satisfy the idealized nozzle data within 10% error ranges. The suggested correlation will be instructive and helpful for related studies and/or engineering works.

• 한국추진공학회:학술대회논문집
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• 한국추진공학회 2008년도 제30회 춘계학술대회논문집
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• pp.307-311
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• 2008

호주의 T4 충격파 터널을 이용하여 모델스크램제트 엔진의 지상시험을 수행하였다. 시험조건은 마하 7.6 고도 31km로 두었으며 연료유량, 공동보염기, 카울형상 변화에 따른 영향을 고찰하였다. 연료유량에 따라 연소기 내부에서 초음속 연소 또는 열질식 현상이 발생하였으며 공동보염기 및 W자형 카울은 연소반응을 더 활발하게 하는 것으로 나타났다.

• 한국연소학회:학술대회논문집
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• 한국연소학회 2000년도 제21회 KOSCO SYMPOSIUM 논문집
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• pp.83-91
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• 2000

A numerical study was carried out to investigate the 'unstart' process of thermally-choked combustion in model scramjet engines. The combustion mechanism of supersonic combustor will be compared with the experimental results obtained from the T3 free-piston shock tunnel at ANU (Australian National University) and the high enthalpy supersonic wind tunnel at UT (University of Tokyo). For the numerical simulation of supersonic combustion. multi-species Navier-Stokes equations were considered. and detailed chemistry reaction mechanism of $H_2$-Air were adopted. The governing equations were solved by Roe's FDS method and LU-SGS method with MUSCL scheme. In this study. it is found that the thermal choking process could result from excessive heat release due to combustion. In detail, sufficient heat release could be generated at local region of very high temperature increased by reflection of shock waves or vortex sheets. Accordingly the flow of downstream of the combustor fell to subsonic field propagated upstream along the combustor. Sometimes the subsonic flow field propagated into isolator could generate precombustion shock waves in the isolator.