• 한국추진공학회지
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• 제3권2호
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• pp.37-47
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• 1999

본 논문은 노즐내열재의 삭마로 인해 야기된 형상변화를 고려하면서 로켓노즐 내열재의 삭마량 및 온도분포를 해석하는 열반응해석에 대해 기술하였다. 열반응 해석에서 표면 삭마는 Zvyagin의 모델을, 내부 열분해는 Yaroslavtseva의 모델을 사용하였다. 노즐내열재의 형상변화로 인한 경계면 이동을 고려하기 위하여 변형가능한 유한요소 격자를 사용하였다. 본 수치해석기법의 타당성을 입증하기 위해 로켓 노즐내열재에 대해 열해석을 수행하였으며, 그 결과 수치해는 실험결과와 잘 일치함을 보였다. 노즐내열재에서의 시간에 따른 온도변화 및 삭마량을 계산하고 고찰하였으며 또한 탄소/탄소 내열재 및 탄소/페놀릭 내열재의 열반응상수가 노즐내열재의 삭마량에 미치는 영향에 대해서 검토하였다.

• 한국추진공학회:학술대회논문집
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• 한국추진공학회 2011년도 제37회 추계학술대회논문집
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• pp.497-500
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• 2011

고체 추진기관의 노즐 소재로 사용하기 위하여 Zirconia로 코팅된 SCM-440과 STS-630 적용 노즐의 열구조 안전성에 관한 시험 평가를 수행하였다. 각 노즐에 플라즈마 스프레이 기법으로 0.15 mm 코팅하였으며, Zirconia 코팅 노즐의 열차폐 효율과 열적 내구성 평가를 수행하였다. 두 소재의 노즐목에서 Zirconia 코팅한 노즐은 코팅하지 않은 노즐 보다 70% 높은 열차폐 효율을 갖는 결과를 나타냈다. SCM-440이 STS-630보다 온도 상승률이 더 높으며, 노즐 확장부에서 더 높은 온도를 가지는 것을 확인하였다. 따라서 플라즈마 기법의 Zirconia 코팅이 초음속 노즐의 열구조 안전성에 유용함을 알 수 있었다.

• 대한기계학회논문집B
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• 제20권12호
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• pp.4027-4035
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• 1996

Accuracy of gas flow measurements using sonic nozzle and factors which influence on the discharge coefficients of sonic nozzle are investigated with high pressure gas flow standard measurement system. The gas flow measurement system comprises two compressors, storage tank, temperature control loop, sonic nozzle test section, weighing tank, gyroscopic scale and data acquisition system. The experiments are performed at various nozzle throat diameter and inlet pressure. Overall uncertainty of discharge coefficients is estimated to less than .+-.0.2% and most of experimental data fall into this range. Dependence of discharge coefficients on the Reynolds number is good agreement with those suggested in ISO document. The influence of swirl on the discharge coefficients becomes greater as the nozzle throat diameter is enlarged. The discharge coefficient of conical nozzle shows about 4.5% lower discharge coefficients than those of toroidal nozzle, but variation trend with Reynolds number is very similar each other and reproducibility of data is very good.

• 한국항행학회논문지
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• 제22권2호
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• pp.90-95
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• 2018

로켓 (rocket)이란 배출가스를 빠르게 분사하여 그 반작용의 힘으로 추진력을 발생시키는 추진 장치이다. 그리고 고체추진 로켓 (solid rocket motor)의 구조에서 노즐(nozzle)은 추력을 발생시키는 중요한 구성품으로 고온/고압 환경으로 인하여 연소되며 액체로켓 (liquid rocket propulsion systems)과 다르게 노즐을 냉각시킬 수 없어 연소가스에 의해 침식 (erosion)이 발생한다. 본 논문은 oxy-acetylene torch tester를 개발 및 이용하여 흑연 (graphite) 재질의 노즐목 (nozzle throat) 내열재에 대하여 열화학적 침식 특성을 실험 및 이론적 모델로 규명하고 이를 통하여 침식에 영향을 미치는 주요 인자에 대하여 연구하였다.

• 대한기계학회논문집
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• 제16권6호
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• pp.1150-1155
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• 1992

본 연구에서는 제철소 열연공정의 냉각효율 개선을 위한 기초연구로 수행되었 다. 전열면의 초기온도가 900.deg. C이상일 때 층류 냉각방식에 의한 고온강판의 냉각특 성에 영향을 주는 모든 인자를 엄밀히 고려하는 것은 매우 어려운 일이다.따라서 본 연구에서는 노즐과 고온면 사이 거리(L), 유량(Q), 냉각 초기온도 등을 실제 작업 조건에 가깝게 변화시켜 가면서 수냉반경의 변화를 중심으로 전열면의 냉각 특성을 해 석하였다.

• 대한기계학회:학술대회논문집
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• 대한기계학회 2004년도 춘계학술대회
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• pp.1631-1636
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• 2004

The supersonic impinging jet has been extensively applied to rocket launching system, gas jet cutting control, gas turbine blade cooling, etc. In such applications, wall temperature of an object on which supersonic jet impinges is a very important factor to determine the performance and life of the device. However, wall temperature data of supersonic impinging jets are not enough to data. The present study describes an experimental work to measure the wall temperatures of a vertical flat plate on which supersonic, dual, coaxial jet impinges. An Infrared camera is employed to measure the wall temperature distribution on the impinging plate. The pressure ratio of the jet is varied to obtain the supersonic jets in the range of over-expanded to moderately under-expanded conditions at the exit of coaxial nozzle. The distance between the coaxial nozzle and the flat plate was also varied. The coaxial jet flows are visualized using a Shadow optical method. The results show that the wall temperature distribution of the impinging plate is strongly dependent on the jet pressure ratio and the distance between the nozzle and plate.

• 한국추진공학회:학술대회논문집
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• 한국추진공학회 2004년도 제22회 춘계학술대회논문집
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• pp.385-390
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• 2004

An unique ceramic material produced through unidirectional solidification with eutectic composition of two-phase oxides was introduced recently. This composite material has the microstructure of coupled networks of two single crystals interpenetrate each other without grain boundaries. Depending on this microstructure this material, called Melt Growth Composite (MGC), can sustain its room temperature strength up to 1$700^{\circ}C$ (near its melting point) and offer strong oxidization-resistant ability, making its characteristics quite ideal for the gas turbine application. The research project on MGC started in 2001 with the objective of establishing component technologies for MGC application to the high temperature components of the gas turbine engine. MGC turbine nozzles are expected to improve efficiency of gas turbine. However, reduction of the thermal stress is required since high thermal stress is easily generated in MGC turbine nozzles due to temperature distribution. Firstly, the hollow nozzle shape was optimized to reduce thermal stress using numerical analysis. From the results of the first hot gas flow tests, the thermal stress due to span-wise temperature distribution was required to be reduced, and separated nozzle to three pieces was designed. This was tested in hot gas flow at 140$0^{\circ}C$ level, and temperature distributions on the nozzle surface were obtained and stress field was evaluated.

• 한국전산유체공학회지
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• 제7권2호
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• pp.25-32
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• 2002

The velocity and temperature profiles in the cabin of the automobile affect greatly the comfortableness of passengers. In this paper, the three dimensional flow and temperature analysis in the cabin of real automobile have been peformed. The three dimensional Navier-Stokes equation solver was validated by comparing with the other numerical data of a 1/5 scale model. The temperature field of cavity was also analyzed for the validation of energy equation solver. After the code validation, the numerical analysis of real field of flow and temperature of an automobile was peformed and the present result provides the insight of flow and temperature field of the inside of cabin.

• 한국전자통신학회논문지
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• 제15권2호
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• pp.313-318
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• 2020

300도 이상의 높은 용융점을 갖는 소위 엔지니어링 플라스틱은 기구적인 강성과 내화학성 및 마찰 및 마모성능이 우수하여 여러 산업에서 금속을 대체하는 소재로 각광받고 있다. 본 연구에서는 용융적층모델링 공법을 기반으로 하는 3D 프린터에서 높은 용융점을 갖는 엔지니어링 플라스틱을 조형할 수 있도록 방열특성이 우수한 3D 프린터 nozzle부의 구조를 설계하고 이를 해석적으로 검증하였다. 높은 온도로 가열되는 heat block과 필라멘트가 이송되는 nozzle상부 간의 단열 및 신속한 냉각을 위하여, 열전도계수가 낮은 열차단부(heat brake부)를 2중으로 구성하였고, 열차단부에 생성되는 열이 냉각핀을 통해 대기에 의해 냉각되는 구조를 적용하였다. 개선된 nozzle부 구조설계를 통해 종래 3D 프린터의 BCnozzle과 비교할 때, heat sink부에서의 온도를 50% 가량 낮출 수 있었으며, heat block에 직접적으로 연결된 heat brake부 최종단의 정상상태 온도를 14% 가량 낮출 수 있었다.

• 대한기계학회:학술대회논문집
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• 대한기계학회 2004년도 춘계학술대회
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• pp.1452-1457
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• 2004

The water jet impingement cooling is one of the techniques to remove heat from high heat flux equipments. We investigate the local heat transfer of the confined water impinging jet and the effect of nozzle collar to enhance the heat transfer in the free surface jet and submerged jet. Boiling is initiated from the furthest downstream and the wall temperature increase is reduced with developing boiling, forming the flat temperature distributions. The reduction in the nozzle-to-surface distance for $H/W{\leq}1$ causes the significant increases and distribution changes in heat transfer. Developed boiling reduces the differences in heat transfer for various conditions. The nozzle collar is employed at the nozzle exit. The distances from heated surface to guide plate, $H_c$ are 0.25W, 0.5W and 1.0W. The liquid film thickness is reduced and the velocity of wall jet increase as decreased spacing of collar to heated surface. Heat transfer is enhanced for region from the stagnation to $x/W{\sim}8$ in the free surface jet and to $x/W{\sim}5$ in the submerged jet. For nucleate boiling region of further downstream, the heat transfer by the nozzle collar is decreased in submerged jet compare with higher velocity condition. It is because the increased velocity by collar is de-accelerated at downstream.