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노즐 설치각에 따른 초음속 터빈 익렬의 유동 특성에 대한 실험적 연구 (An Experimental Study on the Flow Characteristics of a Supersonic Turbine Cascde as Nozzle Installation Angle)

  • 조종재;정수인;김귀순;박창규
    • 한국추진공학회지
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    • 제8권4호
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    • pp.1-8
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    • 2004
  • 본 연구에서는 초음속 충동형 터빈 익렬의 유동특성을 알아보기 위해 소형 초음속 풍동을 설계하였으며 Single pass Schlieren system을 이용하여 유동을 가시화하였다. 실험은 3차원 초음속 노즐과 익렬을 조합하여 노즐 설치각에 따라 실시하였다. 실험을 통해 충격파를 포함한 복잡한 유동 형태와 노즐-익렬, 충격파-경계층 상호작용 등을 관찰할 수 있었다.

SIMULATION OF EXPERIMENTAL VISUALIZATION METHODS FOR COMPUTATIONAL FLUID DYNAMICS RESEARCH

  • TAMURA Y.;FUJII K.
    • 한국전산유체공학회:학술대회논문집
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    • 한국전산유체공학회 1995년도 창립기념학술대회
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    • pp.44-68
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    • 1995
  • In the present paper, visualization techniques in fluid dynamic experiments such as Schlieren photograph are numerically simulated so that the same output as the experimental flow visualization can be obtained from the computed results for the fair comparison. Numerical methods to simulate optical visualizations, that are Schlieren photograph, shadowgraph and interferogram, are considered. Some examples of pictures obtained by the present methods show the importance of the simulations of visualization techniques for the correct comparisons of the computations and experiments.

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PIV 및 컬러 쉴리렌 기법을 이용한 초음속 제트 관측 (PIV Measurement and Color Schlieren Observation of Supersonic Jets)

  • 이재혁;;김태호;김희동
    • 한국추진공학회:학술대회논문집
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    • 한국추진공학회 2017년도 제48회 춘계학술대회논문집
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    • pp.604-605
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    • 2017
  • 본 연구는 C-D 노즐로부터 발생하는 초음속 제트 유동을 가시화하는데 목표가 있다. 본 실험에서 PIV를 이용하여 정량적인 제트의 결과를 얻어 쉴리렌 기법을 통해 얻은 정성적 결과와 비교하여 나타내었다. 컬러 쉴리렌은 $0.5{\mu}s$의 스파크 광원을 이용하였다. $M_d=2.0,2.2$의 C-D 노즐에 대해 다양한 압력비($p_0/p_b=5$, 6, 7, 8)를 적용하여 발생하는 제트에 대해 가시화 실험을 수행하였다. 가시화 결과, 제트의 주된 특성인 과팽창 제트, 부족팽창 제트, 음파 등이 관측 되었다.

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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 터빈의 축방향 간격에 따른 유동 특성에 대한 실험적 연구 (An experimental study on the flow characteristics of a supersonic turbine as the axial gap)

  • 조종재;김귀순;김진한;정은환
    • 한국추진공학회:학술대회논문집
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    • 한국추진공학회 2005년도 제25회 추계학술대회논문집
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    • pp.100-105
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    • 2005
  • 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.

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2차원 초음속 추력편향노즐 쉴리렌 가시화 (Schlieren Visualization of the 2-D Supersonic Thrust Vector Nozzle)

  • 정한진;유두환;최성만;장현수
    • 한국추진공학회:학술대회논문집
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    • 한국추진공학회 2011년도 제37회 추계학술대회논문집
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    • pp.575-578
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    • 2011
  • 추련편향 개념은 최신의 초음속 전투기에 적용되어 사용되고 있다. 본 연구는 추력편향노즐의 성능특성을 쉴리렌기법을 이용한 충격파 가시화를 통하여 제시한다. 피치 각 변화와 피치플랩길이 변화라는 추력편향노즐의 기하학적인 특성에 따른 실험평가를 수행하고, 이러한 연구를 통하여 추력편향노즐의 초음속 유동특성을 분석하였다. 추력편향노즐의 총 추력은 편향각도가 증가함에 따라 감소되며, 추력손실이 가장 적으면서 적절한 편향 효과를 가지는 최적의 플랩 길이비가 존재한다.

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초음속 제트 유동의 정량적 가시화 (Quantitative Visualization of Supersonic Jet Flows)

  • 이재혁;;김희동
    • 한국가시화정보학회지
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    • 제15권1호
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    • pp.53-63
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    • 2017
  • Sonic and supersonic jets include many complicated flow physics associated with shock waves, shear layers, vortices as well as strong interactions among them, and have a variety of engineering applications. Much has been learned from the previous researches on the sonic and supersonic jets but quantitative assessment of these jets is still uneasy due to the high velocity of flow, compressibility effects, and sometimes flow unsteadiness. In the present study, the sonic jets issuing from a convergent nozzle were measured by PIV and Schlieren optical techniques. Particle Image Velocimetry (PIV) with Olive oil particles of $1{\mu}m$ was employed to obtain the velocity field of the jets, and the black-white and color Schlieren images were obtained using Xe ramp. A color filter of Blue-Green-Red has been designed for the color Schlieren and obtained from an Ink jet printer. In experiments, two types of sonic nozzles were used at different operating pressure ratios(NPR). The obtained images clearly showed the major features of the jets such as Mach disk, barrel shock waves, jet boundaries, etc.

초음속 터번 익렬 앞전 형상 및 노즐-익렬 간격에 따른 유동 특성에 대한 실험적 연구 (An Experimental Study on the flow Characteristics of a Supersonic Turbine Cascade as the Leading Edge Shape and the Nozzle-Cascade Cap)

  • 조종재;김귀순;김진한;정은환;정호경
    • 한국추진공학회지
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    • 제9권4호
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    • pp.66-72
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    • 2005
  • 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 블레이드 앞전 형상과 노즐-익렬 간극에 따라 실시하였다. 실험을 통해 충격파를 포함한 복잡한 유동 형태와 노즐-익렬, 충격파-경계층 상호작용 등을 관찰할 수 있었다.

쉴리렌 가시화 기법을 이용한 E85 연료의 액상 및 기상 분무 비교 (Comparison of Liquid- and Vapor-Phase Spray Characteristics of E85 Fuel using Schlieren Visualization Technique)

  • 박수한;상몽소
    • 융복합기술연구소 논문집
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    • 제8권1호
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    • pp.9-13
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    • 2018
  • The purpose of this study is to investigate the liquid- and vapor-phase spray characteristics, such as spray tip penetration and spray angle using gasoline direct injection (GDI) injector with multi-hole. The vapor-phase spray was captured by the Schlieren visualization system, which consists of high-speed camera, LED lamp, concave mirrors, and knife-edge. The liquid-phase spray was visualized by Mie-scattering techniques. Both spray images of vapor- and liquid-phase were visualized under 373 K of ambient temperature, 1 bar of ambient pressure, and 100/200 bar of injection pressure. The energizing duration was fixed at 1.5 ms. From the analysis of experimental results, it revealed that the increased injection pressure induced an early vaporization due to the improvement of droplet atomization. The spray tip penetration and spray angle in vapor-phase were higher than those in liquid-phase. The difference in the spray tip penetration between vapor- and liquid-spray gradually increased with the time elapsed after the injection. Even with the spray angle characteristics, it was found that the difference between the spray angle of liquid and vapor spray gradually grew after they entered steady-state conditions.