한국항공우주연구원의 스크램제트 엔진 시험설비(이하 SETF)는 극초음속 추진기관 성능시험 설비로 일반 공력 풍동과 달리 엔진이 구동하는 비행 고도, 마하수에서의 엔탈피를 모사해야 한다. SETF는 불어내기 식으로 고압공기 공급원으로부터 공급된 고압 공기를 축열식 가열시스템으로 가열시킨 후 시험부에 장착된 노즐을 통과. 팽창하여 엔진 시험 조건을 모사하며, 공기 이젝터를 구동하여 고고도 조건과 설비 시동 조건을 구현한다. SETF의 시험부는 자유제트 형식으로 시험엔진 시작점을 노즐 출구면에 일치시킬 경우 비행체에서 발생되는 경계층과 엔진의 상호 작용을 파악할 수 있는 반면, 설비 시동 특성을 예측하기 힘들어 시험을 통한 설비 특성 파악이 필수적이다. 본 논문에는 SETF의 마하수 및 시험 모델 변화에 따른 시동 성능 그리고 시동 성능 개선을 위하여 수행된 이젝터 설계 변경 과정을 정리하였다.
In this paper are presented a concept of a new supersonic air inlet, which is designated a Multi-Row Disk (MRD) inlet, aiming at performance improvement under off-design conditions, and results of wind tunnel tests examined performance characteristics of the MRD inlet. The MRD inlet is frequently called ‘a skeleton inlet’ because of its appearance. The performance of a conventional axisymmetric inlet with a solid center body (spike) deteriorates under off-design Mach number conditions. It is due to the fact that total pressure recovery (TPR) governed by the throat area of inlet and mass capture ratio (MCR) governed by an incidence position of an oblique shock from the spike tip into the cowl can not be controlled independently in such air inlet. The MRD inlet has the spike that is composed of a tip cone and several disks arranged downstream of it, based on the experimental fact that several deep cavities on a conical surface have little negative effect on the boundary layer growth. The overall spike length of the MRD inlet is adjustable to the given flight speed by changing space between disks so that a spillage flow can be controlled independently from controlling the throat area. It could be made clear from the result of wind tunnel tests that the MRD inlet improves TPR by 10% compared with a conventional inlet with a solid spike under off-design conditions.
헬리콥터 로터 블레이드 예비설계 단계에서 에어포일 선정과 분포의 기초 자료를 생성하기 위해 로터 에어포일 공력해석을 수행하였다.기존 헬리콥터의 에어포일 중 공력해석 대상으로 10개를 선정하고 블레이드 요소이론을 이용한 공력해석에 적합한 table 형태의 공력계수 자료를 생성하였다. 해석 비용을 고려, 풍동시험 대신 간단한 수학적 모델을 이용하여 모든 받음각 영역($-180^{o}\sim180^{o}$)에서 공력특성 곡선($C_{l},C_{m},C_{d}$)을 구성하였다. 공력특성곡선 구성에 필요한 각 에어포일의 필수 공력자료를 IBLM을 이용하여 구하였으며, 구성된 공력특성곡선은 실험결과와 정성적으로 일치하였다. 마지막으로, 에어포일 선정과 분포설계의 기준을 마련하기 위하여 각 에어포일의 양력계수, 모멘트계수를 상호 비교한 후 분류하였다.
In order to investigate the vortex body frame interaction around the side mirror of a passenger car, velocity vector fields in the wake, pressure distributions and boundary layer flows over both the mirror surface and the mirror housing, have been measured by several experimental tools. It was resulted that only within an half downstream distance of the mirror span there appears the recirculation zone, and also found that vortex trail towards to the driver side window between A and B pillars, making the acoustic noise and vibration. Wake vortex rolls up after this recirculating zone and makes the trail of the vortex center towards the driver side window, which was also confirmed by measurements of wake velocity vectors in the vertical sections of the trail and visualization over the side mirror surfaces as well. It was also observed that total pressure distribution over the mirror surface has the minimum peak near the lower tip region which can be considered as the origin of the vortex center. It can be concluded that the geometrical modification of the lower tip and the upper root area of the mirror housing is the key to control the wake vortex.
A shock wave, being an irreversible process, gives rise to entropy increase. A great deal of effort has been made to control shock wave and boundary layer interaction related to energy losses as well as problems of vibration and noise. In the present study, tests are performed on a roof mounted half circular arc in an indraft type supersonic wind tunnel to evaluate the effects of porosity, length and depth of cavity in passive control of shock wave on the attenuation of shock strength by reviewing the measured static pressures at the porous wall and cavity. Also the flow field is visualized by a Schlieren system. The results show that in the present study the porosity of 8% produced the largest reduction of pressure fluctuations and that for the same porosity, the strength of shock wave decreases with the increasings of the depth and length of cavity.
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.
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.
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.
The effectiveness of the newly developed smart passive control system employing a magnetorheological (MR) damper and an electromagnetic induction (EMI) part for seismic protection of base isolated structures is numerically investigated. An EMI part in the system consists of a permanent magnet and a coil, which changes the kinetic energy of the deformation of an MR damper into the electric energy (i.e. the induced current) according to the Faraday's law of electromagnetic induction. In the smart passive control system, the damping characteristics of an MR damper are varied with the current input generated from an EMI part. Hence, it does not need any control system consisting of sensors, a controller and an external power source. This makes the system much simpler as well as more economic. To verify the efficacy of the smart passive control system, a series of numerical simulations are carried out by considering the benchmark base isolated structure control problems. The numerical simulation results show that the smart passive control system has the comparable control performance to the conventional MR damper-based semiactive control system. Therefore, the smart passive control system could be considered as one of the promising control devices for seismic protection of seismically excited base isolated structures.
A rapid expansion of the moist air or stream through transonic nozzle often leads to not-equilibrium condensation shock, causing a considerable amount of energy loss to the entire flow field. Depending on amount of heat released, condensation shock wave occurs in the nozzle and interacts with the boundary layer flow. In the current study, a passive control technique using a porous wall with a plenum cavity underneath is applied for purpose of alleviation the condensation shock wave in a transonic nozzle. A droplet growth equation is incorporated into two-dimensional wavier-Stokes equation systems. Computations are carried out using a third-order MUSCL type TVD finite-difference scheme with a second-order fractional time step. An experiment using an indraft transonic wind tunnel is made to validate the present computational results. The results obtained show that the magnitude of condensation shock wave is reduced by the current passive control method.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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