• 대한기계학회:학술대회논문집
• /
• 대한기계학회 2003년도 추계학술대회
• /
• pp.580-585
• /
• 2003

The present study addresses experimental results to investigate the details of the near field flow structures produced in the under-expanded, dual, coaxial, swirling, jet. The sonic/supersonic swirling jets are emitted from the sonic inner nozzle and the outer annular nozzle produce the co-swirling and counter swirling against the primary swirling jet, respectively. The interactions between both the secondary annular swirling and primary inner supersonic swirling jets are quantified by the pitot impact and static pressure measurements and visualized by using the Schliern optical method. The experiment is performed for different swirl intensity and pressure ratio. The results obtained show that the secondary co-swirling jet significantly changes the inner under-expanded swirling jet, such as the recirculation zone, pressure distribution, through strong interactions between both the swirling jets and the effects of the secondary counter-swirling jet is similar to the secondary co-swirl jet case.

• 한국추진공학회지
• /
• 제5권3호
• /
• pp.10-18
• /
• 2001

본 논문은 제트 편향기 기초 설계 자료를 제시하기 위하여 쐐기 형상의 제트 편향기에 충돌하는 초음속 제트에 관한 연구이다. 설계 마하수 2, 초음속 유동장치를 이용하여 초음속 제트가 꼭지각 $90^{\cire}$ 쐐기에 충돌할 때 중심선에서 표면압력분포, 유동 가시화, 압력 등 분포에 대해 실험 연구를 수행하고 유동해석 결과와 비교하였다. 쐐기가 노즐 출구면에 위치할 때는 제트가 충분히 발달하지 못해 과소팽창비의 영향이 없었지만, 노즐 출구로부터 거리가 멀어지면서 과소팽창비가 커지면 쐐기 표면에서 압력 회복율은 저하했다. 압력 등 분포에서는 쐐기 표면에서 최대 압력이 형성된 영역을 확인하였다.

• 한국추진공학회지
• /
• 제23권4호
• /
• pp.10-20
• /
• 2019

충격파 개념을 이용하는 유체 추력벡터 제어는 빠른 벡터링 응답, 간단한 구조 및 낮은 무게로 인하여 큰 벡터링 성능을 달성하는데 많은 이점을 제공한다. 본 논문에서는 전산유체역학 기법을 사용하여 슬롯 인젝터를 가진 3차원 직사각형 초음속 노즐에 대하여 연구를 수행하였다. 계산 방법론을 검증하기 위하여 수치 결과를 실험 데이터로 비교하였다. 대칭 평면에서의 상부 및 하부 노즐벽을 따르는 압력분포는 시험 결과와 잘 일치하였다. $k-{\omega}$ SST 난류모델을 기반으로 한 수치해석을 통하여, 운동량 플럭스 비율의 영향을 철저히 조사하여 추력의 성능 변화를 명확하게 나타내었다.

• 한국항공우주학회지
• /
• 제47권1호
• /
• pp.1-8
• /
• 2019

비례제어밸브를 이용한 초음속 추력편향제어의 특성을 관찰하기 위한 실험적 연구가 진행되었다. 노즐 압력비에 따라 세 가지 서로 다른 추력편향 제어특성이 나타나고, 밸브작동에 따른 강한 이력현상이 관찰되었다. 아울러 이차챔버의 압력이 추력편향에 영향을 주는 주요 인자 중의 하나임이 확인되었다. 이에 이력현상을 회피하고 밸브제어에 따른 안정된 추력편향을 구현하기 위하여 이차챔버의 압력계수를 이용한 제어 알고리즘이 적용되었다. 그 결과 비례제어밸브를 통하여 최대 추력편향각 $20^{\circ}$ 범위에서 안정적인 추력편향제어가 구현 가능함이 확인되었다.

• International Journal of Aeronautical and Space Sciences
• /
• 제15권1호
• /
• pp.91-96
• /
• 2014

The aim of this work is to determine supersonic nozzle profiles that are used in propulsion, for launchers or embarked with satellites. This design has the role of firstly, providing important propulsion, i.e. with uniform and parallel flow at exit; and secondly, to find short length profiles, without modification of the flow in the nozzle. The first elaborate program is used to determine the profile of the divergent, by using the characteristics method for an axisymmetric flow. The second program is conceived by using the finite volume method, to determine and test the profile found connected to a convergent.

• 대한수학회지
• /
• 제54권1호
• /
• pp.141-175
• /
• 2017

We present a high-resolution van Leer-type numerical scheme for the isentropic model of fluid flows in a nozzle with variable cross-section. Basically, the scheme is an improvement of the Godunov-type scheme. The scheme is shown to be well-balanced, as it can capture exactly equilibrium states. Numerical tests are conducted which include comparisons between the van Leer-type scheme and the Godunov-type scheme. It is shown that the van Leer-type scheme achieves a very good accuracy for initial data belong to both supersonic and supersonic regions, and the exact solution eventually possesses a resonant phenomenon.

• 대한기계학회:학술대회논문집
• /
• 대한기계학회 2000년도 추계학술대회논문집B
• /
• pp.491-496
• /
• 2000

The physics of the flow field surrounding an engine nacelle afterbody is very complex. A high pressure jet from the nozzle interacts with the external flow and causes upstream influence on the afterbody surface field. At certain conditions, the nozzle boundary layer can separate, either by shock wave interaction or by adverse pressure gradient effect, resulting in a severe drag penalty. Furthermore, a finite afterbody base implies a recirculating flow region. A flow modeling method has been developed to analyze the flow in the annular base(rear-facing surface) of a circular engine nacelle flying at subsonic speed but with a supersonic exhause jet. Real values of exhaust gas properties and temperature are included.

• 한국소음진동공학회:학술대회논문집
• /
• 한국소음진동공학회 2000년도 춘계학술대회논문집
• /
• pp.71-77
• /
• 2000

An axisymmetric supersonic jet is simulated at a Mach number of 1.5 and a Reynolds number of $10^5$ to identify the mechanism of sound radiation from the jet. The present simulation is performed based on the high-order accuracy and high-resolution ENO(Essentially Non-Oscillatory) schemes to capture the time-dependent flow structure representing the sound source. In this simulation, optimum expansion jet is selected as a target, where the pressure at nozzle exit is equal to that of the ambient pressure, to see pure shear layer growth without effect of change in jet cross section due to expansion or shock wave generated at nozzle exit. Shock waves are generated near vortex rings, and discernible pressure waves called Mach wave are radiated in the downstream direction with an angle from the jet axis, which is characteristic of high speed jet noise. Furthermore, vortex roll-up phenomena are observed through the visualization of vorticity contours.

• 한국전산유체공학회:학술대회논문집
• /
• 한국전산유체공학회 2008년도 춘계학술대회논문집
• /
• pp.547-550
• /
• 2008

A solid rocket motor has quite complex physical condition such exothermal chemical reaction in subsonic area and supersonic ex pansion in a converging-diverging nozzle. To introduce a simulation tool for compressible flow in supersonic range as well as incompressible chemical reaction zone in a whole rocket nozzle is a essential demand. Since the flow vary subsonic to super sonic, the convergence in computation becomes very low and unstable in a whole domain of rocket motor. This paper reports the 2-D Axisymmetric and simple 3-D solid propellant combustion and flow of gases in rocket motor by using a precondi tioning, shear stress turbulence modeling, AUSM(p). To simulate the simplified combustion process, Double base solid propellant is used to calculate reaction of solid propellant.

• EDISON SW 활용 경진대회 논문집
• /
• 제2회(2013년)
• /
• pp.337-342
• /
• 2013

이번 연구에서는 de Laval nozzle를 이용하여 다양한 유체해석 모델과 프로그램을 비교하여 그 성능을 파악하였다. de Laval nozzle은 eigenvalue에 의해 eigenvector값이 '-'와 '+'값을 동시에 갖는 물리현상을 내포하고 있으며, 압력조건에 따라 내부에서 Normal shock이 발생하게 된다. 이러한 non-linearity를 현재 우리가 주로 사용하고 있는 상용프로그램(cfx, fluent)과 EDISON, 직접 코딩한 프로그램(Matlab이용)이 얼마나 잘 표현하는지 알아보았다. 그 결과 Van Leer Vector Splitting을 이용할 경우 물리현상을 제일 잘 표현 하였다. 또한 난류 유동(Turbulence flow)을 고려하게 될 경우, Mesh가 Boundary layer를 표현할 정도로 정밀하지 못하다면 제대로 된 해석 결과를 얻을 수 없었으며, Wall 근처에서 Non-slip condition에 의해 Vortex가 형성되고, 이 Vortex가 Back flow를 유도하여 해가 수렴하는데 방해를 하게 됨을 알 수 있었다. 이를 방지하기 위해서는 유동이 잘 표현될 수 있도록 적절한 Computational environment를 형성해 주는 것이 매우 중요하다.