• 한국항공우주학회지
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• 제30권3호
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• pp.27-36
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• 2002

AUSM계열 수치기법의 수치적 불안정성에 대한 원인과 해결방안에 대한 연구를 수행하였다. Euler 유동에서 수치적 불안정성은 제어면에 수직한 방향의 유동속도가 영인 영역에서 발생하며 이 영역에서 Eule r 방정식은 근본적으로 부정해를 가지게 되어 무수히 많은 해를 가지게 된다. 지배방정식 자체로는 유일해를 찾는 것이 불가능하고 주위의 유동조건이나 외부교란에 의해 유일해를 결정하게 된다. 이러한 특징은 충격파 영역에서 교란이 존재할 경우 초기 상태에 대한 정보를 상실하게 되어 충격파 불안정성을 유발하게 된다. slip유동을 정확히 계산할 수 있는, 즉 유일해를 결정할 수 없는, 수치기법은 충격파 불안정성을 근본적으로 제거할 수 없다.

• 한국전산유체공학회지
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• 제6권4호
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• pp.43-53
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• 2001

본 논문은 충격파 불안정성이 나타나지 않는 충격파 안정적인 수치기법의 개발을 목표로 하고 있다. Roe의 수치기법은 유동의 수치계산에 있어 높은 정확도를 보장하지만 carbuncle 현상과 같은 충격파 불안정성이 나타나는 것으로 알려져 있다. Roe의 수치기법과 HLLE 수치기법의 수치점성을 비교하여 충격파 불안정성의 원인을 살펴보았으며, Roe의 수치기법에 나타나는 반감쇠항에 마하수의 함수인 조절함수 f와 g를 도입하여 충격파 안정성을 획득하였다. 본 논문에서 제안된 수치기법을 다양한 유동문제에 적용하여 수치기법의 충격파 안정성과 정확성을 검증하였다

• 한국전산유체공학회:학술대회논문집
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• 한국전산유체공학회 2001년도 춘계 학술대회논문집
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• pp.99-104
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• 2001

This paper deals with the development of shock stable scheme that is free from shock instability. Roe's FDS is known to preserve good accuracy but to suffer from shock instability, i.e. the carbuncle phenomenon. As the first step toward the shock stable scheme, Roe's FDS is compared with HLLE scheme to identify the source of shock instability. Then control function f is introduced into the pressure term in Roe's FDS to cure shock instability. Various numerical tests concerned with shock instability are performed to demonstrate the shock stability of the proposed scheme.

• 한국항공우주학회지
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• 제32권8호
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• pp.29-36
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• 2004

초음속 흡입구 buzz는 입구에서의 충격파 패턴의 진동과 내부압력요동을 동반하는 불안정한 아임계 작동으로 정의할 수 있다. 이러한 유동섭동은 연소실 실화나 엔진의 구조직 손상을 일으킬 수 있다. 축대칭, 외부 압축형 흡입구에서 초음속 흡입구의 buzz 현상을 조사하기 위한 실험적 연구가 수행되었다. 자유류 마하수 2.0에서 카울 입구 직경이 30mm인 흡입구 모델이 시험되었다. 아임계 불안정성은 압력섭동의 주파수 및 입구에서의 충격파 구조 분석을 통해 조사되었다. 실험결과 전압럭 회복비는 0.42에서 0.78까지, 포획 면적 비는 0.34에서 0.98까지 변화했다. 아임계 유동의 주파수는 포획 면적비 감소에 따라 증가했으며 주파수는 범위는 $224{\sim}240Hz$였다.

• 한국추진공학회지
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• 제21권2호
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• pp.9-17
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• 2017

비정상 충격파 유도연소의 주기적 압력 진동 특성을 연구하기 위하여 DMD 방법을 적용하였다. Lehr의 충격파 유도 연소 실험을 기반으로 수치적인 연구를 수행하였다. Lehr의 실험을 4 수준의 격자를 이용하여 수치적으로 모사하였으며, FFT 결과로부터 430-435 kHz의 주파수가 계산되었다. 실험 결과는 약 425 kHz로 해석 결과와 유사한 것을 확인하였다. FFT 해석에서 도출되지 않은 저주파 특성을 파악하기 위해 dynamic mode decomposition (DMD) 방법을 적용하였다. 여러 가지 모드 주파수가 계산되었고, 연소불안정 평가 인자 중 하나인 damping coefficient를 도출하여 안정/불안정성을 평가하였다.

• 한국연소학회지
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• 제1권2호
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• pp.41-49
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• 1996

A numerical study is conducted to investigate the periodically unstable shock induced combustion around blunt bodies in stoichiometric hydrogen-air mixtures. Euler equations are spatially discretized by upwind-biased third order scheme and temporally integrated by Runge-Kutta method. Chemistry model used in this study involves 8 elementary kinetics steps and 7 species. At a constant Mach number, the effects of projectile size, inflow pressure and inflow temperature are examined with Lehr#s experimental condition as a reference. In addition to oscillation frequency, characteristic distances and time averaged values are found from the result to find an relation with dimensionless parameters. As a result, it is found that the effects of inflow pressure and body size are very similar and $Damk{\ddot{o}}hler$ number plays an important role in determining the instability characteristics.

• 한국전산유체공학회:학술대회논문집
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• 한국전산유체공학회 2007년도 추계 학술대회논문집
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• pp.232-235
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• 2007

A comprehensive numerical study was carried out to identify the on-set condition of the cell structures of oblique detonation waves (ODWs). Mach 7 incoming flow was considered with all other flow variables were fixed except the flow turning angles varying from 35 to 38. For a given flow conditions theoretical maximum turning angle is $38.2^{\circ}$ where the oblique detonation wave may be stabilized. The effects of grid resolution were tested using grids from $255{\times}100$ to $4,005{\times}1,600$. The numerical smoked foil records exhibits the detonation cell structures with dual triple points running opposite directions for the 36 to 38 turning angles. As the turning angle get closer to the maximum angle the cell structures gets finer and the oscillatory behavior of the primary triple point was observed. The thermal occlusion behind the oblique detonation wave was observed for the $38^{\circ}$ turning angle.

• 한국추진공학회:학술대회논문집
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• 한국추진공학회 2010년도 제34회 춘계학술대회논문집
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• pp.411-414
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• 2010

초음속 엔진에서 흡입구의 buzz현상은 큰 압력진동과 연소 불안정성 그리고 추력 감소 등을 야기한다. 흡입구의 buzz현상과 액적 분사/연소의 동적인 상호관계를 이해하기 위하여 통합된 비정상 연소수치해석을 수행하였으며, 액적 모사를 위하여 TAB(Taylor Analogy Breakup) model을 적용하였다. 흡입구에서의 충격파거동과 주요 위치에서 압력거동을 분석하고 초음속 엔진 전영역에서의 음향모드를 분석하여 현 시스템의 동적거동을 파악하였다.

• 한국항공우주학회지
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• 제31권7호
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• pp.94-99
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• 2003

액체로켓엔진의 연소 안정성 평가를 위한 압력 교란 장치인 펄스건은 내재된 화약 폭발시 충격파를 유도관을 통해 엔진 연소기 내부로 전달 발생시키게 된다. 본 연구에서는 펄스건 특성에 영향을 주는 여러 가지 인자 중 화약 충진량에 의한 충격파 특성 파악을 위해 KSR-III 주 엔진과 같은 직경 크기를 갖는 모사 챕버를 이용하였다. 펄스건 출구에서 발생하는 충격파는 축대칭의 균일한 형상의 세기를 지니고 있으며 전체적인 세기 분포는 챔버 내의 압력에 따라 변화함을 확인하였다. 펄스건의 충격파는 상온 상태 조건에서 챔버내의 공명 주파수를 가진하는 것으로 보아 실제 연소장에서도 충분한 압력 교란을 제공할 수 있을 것으로 보인다. 가장 중요한 점은 펄스건에 의해 발생하는 초기 압력 최대 값이 화약 충진량의 크기에 비례하는 경향을 보인다는 것이다.

• 한국추진공학회:학술대회논문집
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• 한국추진공학회 2006년도 제27회 추계학술대회논문집
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• pp.331-335
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• 2006

초음속 흡입구는 안정한 유동은 설계점에서 얻을 수 있지만, 비행 중 나타나는 비설계점에서는 흔히 버즈라고 불리는 공력 불안정성에 직면하게 된다. 버즈가 일어나는 동안, 흡입구는 흡입구 선단에 큰 충격파 진동이 나타나며 그에 따라 후류에는 압력 섭동이 발생하며 이는 엔진의 성능감소를 야기한다. 본 연구는 버즈의 일반적인 특성을 파악하기 위해 1단 꺽임각을 갖는 외부 압축식 축대칭 흡입구를 이용하여 실험적, 수치적 연구가 수행되었다. 본 연구를 통해 간헐적으로 나타나는 버즈를 관찰할 수 있었고 배압이 증가할수록 버즈가 일어나는 주파수가 커짐을 확인할 수 있었다.