• 한국추진공학회:학술대회논문집
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• 한국추진공학회 2011년도 제37회 추계학술대회논문집
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• pp.769-771
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• 2011

KSLV-I 2단에 탑재된 위성은 KM과 충돌하지 않도록 오염 및 충돌 회피 기동(CCAM)을 수행하게 된다. 이때 위성이 KM 잔류 추력 Plume의 밀도가 충분히 낮은 영역을 통과해야만 오염을 피할 수 있으며, 이를 확인하기 위해서는 Plume 유동장의 정확한 예측이 필수적이다. 본 논문에서는 다양한 희박기체 유동해석에 사용되어 그 정확도가 검증된 DSMC 기법을 사용하는 러시아 ITMA 연구소의 SMILE Code를 이용하여 위성과 분리된 KM의 잔류추력에 의한 Plume의 밀도장을 시뮬레이션 하여 분포를 예측하였고, 그 결과의 신뢰성을 확인하기 위하여 KM 노즐 내부의 밀도장은 Fluent의 결과와 비교하여 그 타당성을 입증하였다.

• 한국추진공학회지
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• 제18권6호
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• pp.27-33
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• 2014

KSLV-I 나로호 2단은 희박영역에서 킥모터 연소 종료 후 탑재된 나로과학위성과 분리한다. 위성과 분리된 나로호 2단은 킥모터 잔류추력 플룸을 고려하여 위성에 대한 오염 및 충돌 회피 기동(CCAM)을 수행한다. 이때 위성 예상 궤도는 킥모터 잔류추력의 Plume Density가 충분히 낮은 영역을 통과해야만 위성의 성능 보증 및 오염을 피할 수 있다. 이를 확인하기 위해서는 CCAM을 수행하는 나로호 2단 킥모터 잔류추력 Plume Density에 대한 정확한 예측이 필수적이다. 본 연구에서는 희박영역에서 널리 사용되는 DSMC 방법을 이용하여 고고도에서의 킥모터 노즐 내부를 해석하여 연속체방정식의 해와 비교하여 그 타당성을 검증한 후, 커플링 방법을 사용하여 계산 영역을 확장하여 킥모터 잔류추력의 Plume Density를 시뮬레이션 함으로써, 나로호 2단과 분리된 위성의 궤도가 킥모터 잔류추력의 Plume Density로부터 안전하다는 것을 확인하였다.

• 한국항공우주학회지
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• 제36권11호
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• pp.1056-1062
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• 2008

인공위성의 추력기에서 발생되는 플룸과 기저면의 상호 작용에 관한 연구를 직접모사법을 사용하여 실시하였다. 질소와 수소 분자의 충돌에 의한 회전-병진 에너지의 교환을 정확하게 모사하기 위하여 최근에 연구 되어진 질소와 수소 분자의 회전 에너지 이완 모델을 사용하였다. 추력기 플룸과 기저면의 상호 작용 해석을 위하여 플룸 분자들의 수밀도 분포와 회전, 병진 온도 분포, 열전달량, 압력 등에 대하여 다양한 운영 조건에 맞추어 해석을 실시하였다. 그 결과 기저면에서는 질소 분자보다 수소 분자의 분포가 매우 큰 것과, 분포하는 대부분의 수소 분자가 회전 에너지에 대해 비평형 상태로 분포 하는 것을 확인 하였다. 이는 수소 분자의 정확한 회전 에너지 이완 모델의 필요성을 보여주고 있는 결과이며, 본 연구의 경우 가장 최근의 수소의 회전 에너지에 관련된 모델을 사용함으로써 플룸과 기저면의 상호 작용 해석에 대한 정확도를 증진 시켰다.

• 한국추진공학회:학술대회논문집
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• 한국추진공학회 2002년도 제18회 학술발표대회 논문초록집
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• pp.41-42
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• 2002

The powered missiles with very high thrust level can make highly underexpanded jet plume downstream of tile exhaust nozzle exit so that strong interactions between the exhaust plume and a free stream occur around the body at transonic or supersonic speeds. The interactions result in extremely complicated flow phenomena, which consist of plume-induced boundary layer separation, strong shear layers, various shock waves, and interactions among these. The flow characteristics are inherent nonlinear and severe unstable during the flight at its normal speed as well as taking-off and landing. Eventually, the induced boundary layer separation and pitching and yawing moments by the interactions cause undesirable effects ell the static stability and control of a missile.

• 한국전산유체공학회:학술대회논문집
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• 한국전산유체공학회 2011년 춘계학술대회논문집
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• pp.601-604
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• 2011

Plume flow-fields of aircraft nozzles are numerically investigated at various flight conditions for infrared signature analysis. A mission profile of subsonic unmanned combat aerial vehicle is considered for the requirement of each mission, associated engine and nozzles are selected through a performance analysis. Numerical results of nozzle plume flow-fields using a CFD code are analyzed in terms of thrust, maximum temperature. It is shown that maximum temperature increase for lower altitude and higher Mach number.

• 한국전산유체공학회지
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• 제16권3호
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• pp.15-21
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• 2011

Aerothermodynamic flowfields of aircraft engine nozzles are computationally investigated at various flight conditions for infrared signature analysis. A mission profile of subsonic unmanned combat aerial vehicle is considered for the case study and associated engine and nozzles are selected through a performance analysis. Computational results of nozzle and plume flowfields using a density-based CFD code are analyzed in terms of thrust, maximum temperature, length and optical thickness of plume. It is shown that maximum temperature, length, and optical thickness of nozzle plume increase for lower altitude and higher Mach number.

• 한국전산유체공학회:학술대회논문집
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• 한국전산유체공학회 2008년도 12th Asian Congress of Fluid Mechanics
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• pp.68.2-68.2
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• 2008

• 한국추진공학회지
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• 제25권2호
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• pp.42-54
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• 2021

Aft-deck은 가스터빈 배기 플룸을 차폐하거나, 제트를 확산하여 외부 공기와 혼합율을 증가시켜 배기가스의 온도를 저감하기 위한 용도로 최신 무인항공기에 적용되고 있다. 본 연구에서는 Aft-deck의 설계 변수에 따라 노즐의 성능이 어떻게 영향을 받는지 알아보고자 하였다. Aft-deck의 설계 변수로는 길이, 확산각, 상부 덱 형상으로 선정하였으며, 길이 변수에 따른 추력과 차폐율 간의 상관관계를 제시하였다. 그리고 확산 각도의 범위에 따라 노즐 추력과 제트 확산에 대한 상관관계를 제시하였다. 또한, 상부 덱 제거를 통해 추력 향상 효과를 확인하였으며, 횡 방향 속도 벡터의 특성이 외부 유동과의 혼합 성능을 결정하는 것을 알게 되었다.

• 한국가시화정보학회지
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• 제10권1호
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• pp.47-54
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• 2012

Single Stage To Orbit (SSTO) missions which require its engines to be operated at varying back pressure conditions, use engines operate at high combustion chamber pressures (more than 100bar) with moderate area ratios (AR 70~80). This ensures that the exhaust jet flows full during most part of the operational regimes by optimal expansion at each altitude. Aero-spike nozzle is a kind of altitude adaptation nozzle where requirement of high combustion chamber pressures can be avoided as the flow is adapted to the outside conditions by the virtue of the nozzle configuration. However, the thrust prediction using the conventional thrust equations remains to be a challenge as the nozzle plume shapes vary with the back pressure conditions. In the present work, the performance evaluation of a new aero-spike nozzle is being carried out. Computational studies are carried out to predict the thrust generated by the aero-spike nozzle in varying back pressure conditions which requires the unsteady pressure boundary conditions in the computational domain. Schlieren pictures are taken to validate the computational results. It is found that the flow in the aero-spike nozzle is mainly affected by the base wall pressure variation. The aerospike nozzle exhibits maximum performance in the properly expanded flow regime due to the open wake formation.

• 한국추진공학회:학술대회논문집
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• 한국추진공학회 2011년도 제37회 추계학술대회논문집
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• pp.962-967
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• 2011

발사체의 추력을 증진시키기 위해서 사용되는 고체 부스터나 궤도 투입을 위한 킥 모터 플룸의 주요 성분인 알루미나 입자의 복사물성을 도출하기 위해서 입자의 복사특성을 분석하였다. 특히 입자의 흡수나 산란현상이 파장의 함수이므로, 이를 전 파장에 대한 총방사율로 표현할 수 있도록 수식을 정리하였고, 입자의 크기 및 Complex Index of Refraction을 Mie 이론에 도입하여 최종적으로 총 방사율을 도출하였다. 결과적으로 방사율은 온도에 따라 증가하는 것을 확인할 수 있었다.