• 한국추진공학회:학술대회논문집
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• 한국추진공학회 2004년도 제23회 추계학술대회 논문집
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• pp.43-46
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• 2004

에너지원으로써 압축공기만을 사용하는 공기역학 점화기의 주요 구성요소 중 노즐부에 관한 실험 연구로써 노즐로 초음속 노즐과 스파이크 노즐을 사용하여 각각의 구조적인 특성을 소개하고 최대 가열온도를 주요 성능 특성으로 하여 고찰한 실험결과를 나타내고 있다. 초음속 노즐은 기존의 음속노즐의 사용에 비해 동일한 유량으로 보다 높은 온도에 더 마르고 도달하며, 스파이크 노즐의 사용을 통해 작동유량의 넓은 변화범위에서도 근 성능저하 없이 사용할 수 있는 특성을 확인할 수 있다.

• 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.

• Journal of Mechanical Science and Technology
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• 제15권12호
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• pp.1816-1821
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• 2001

Two-dimensional blow-down type supersonic wind tunnel was designed and built to investigate the transient behavior of the startup of a supersonic flow from rest. The contour of the divergent part of the nozzle was determined by the MOC calculation. The converging part of the nozzle, upstream of fille throat was contoured to make the flow uniform at the throat. The flow characteristics of the steady supersonic condition were visualized using the high-speed schlieren photography. The Mach number was evaluated from the oblique shock wave angle on a sharp wedge with halt angle of 5 degree. The measured Mach number was 2.4 and was slightly less than the value predicted by the design calculation. The initial transient behavior of the nozzle was recorded by a high-speed digital video camera with schlieren technique. The measured transition time from standstill to a steady supersonic flow was estimated by analyzing the serial images. Typical transition time was approximately 0.1sec.

• 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 2006년도 제26회 춘계학술대회논문집
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• pp.337-340
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• 2006

본 논문은 초음속 제트에서 발생하는 천음속 공명현상에 대한 실험적 연구를 기술한다. 초음속 노즐이 매우 낮은 압력비에서 작동될 때, 노즐내의 확대부에서 충격파가 발생한다. 천음속 공명현상은 이러한 충격파의 불안정한 진동에 의한 강한 음파의 발생에 기인한다. 제트 유동장은 쉴리렌 광학장치를 이용하여 가시화 하였다. 제트유동의 천음속 공명현상을 조사하기 위하여, 음향측정을 수행하였다. 천음속 공명 현상의 음향특성은 스크리치 톤과 비교하였다. 본 연구에서 얻어진 결과에 의하면, 스크리치 톤의 주파수와는 달리, 천음속 톤의 주파수는 노즐 압력비가 증가할수록 증가한다.

• 한국추진공학회:학술대회논문집
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• 한국추진공학회 2011년도 제37회 추계학술대회논문집
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• pp.313-316
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• 2011

초음속 유동과 2상 유동이 공존하는 화염유도로 내 유동해석을 위한 사전 해석검증의 일환으로, 초음속 단상 노즐 플룸의 2차원 축대칭 해석과 물 분사가 포함된 3차원 2상 아음속 유동을 해석하였다. 단상초음속 노즐 플룸의 경우 충격파 셀 구조를 통해 물리적으로 위배되는 현상은 발견되지 않았다. 물분사가 포함된 3차원 2상 아음속 유동의 경우, 액적의 거동과 기화 과정을 정성적으로 볼 수 있었으며 물 분사시 고온공기의 냉각 모사가 가능함을 확인할 수 있었다. 이들 기초 검증 결과들은 추후 초음속 2상 물분사 플룸 유동에 적용되어 3차원 화염유도로 해석에 응용될 예정이다.

• 한국유체기계학회 논문집
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• 제17권6호
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• pp.5-12
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• 2014

Organic Rankine Cycle is widely used to convert the low-grade thermal energy to the electrical energy. However, usually available thermal energy is not supplied constantly. This makes hard to use positive displacement expanders. Hence, turbo-expander has merits to apply as an expander in ORC because it can operate well off-design points even though the mass flowrate is fluctuated. The thermal energy fluctuation causes the turbo-expander to operate in partial admission. In addition, supersonic nozzles are required so that the partially admitted turbine operates efficiently. In this study, R245fa was chosen as a working fluid of ORC. A design method and an analysis technique of supersonic nozzle based on R245fa were developed. The shape of the nozzle was designed by the characteristic method. The thermal properties within the nozzle were estimated and the predicted results were agreed well with the computed results.

• 대한기계학회:학술대회논문집
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• 대한기계학회 2001년도 추계학술대회논문집B
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• pp.664-669
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• 2001

The characteristics of dual coaxial jet which composed of inner supersonic nozzle of 26500 in constant expansion rate with 1.91 design Mach number and outer converging one with $40^{\circ}$ converging angle with the variation of outer nozzle stagnation pressures are experimentally investigated in this paper. In which the stagnation pressure for the inner supersonic nozzle is 750kPa thus, the inner jet leaving the nozzle is slightly underexpanded. The plenum pressures of outer nozzle are varied from 200 to 600kPa. Flow visualizations by shadowgraph method, impact pressure and centerline static pressure measurements of dual coaxial jet are presented. The results show that the presence of outer jet affects significantly the structures and pressure distributions of inner jet. And outer jet causes Mach disk which does not appear for the case of single jet stream. As the stagnation pressure of outer jet increases, impact pressure undulation is severe, but the average impact pressure keeps high far downstream.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제17권11호
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• pp.363-367
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• 2016

본 연구는 마하수 2.5의 초음속 영역에서 마하수 1.0의 슬롯 분사가 있는 후향계단 형상에 대한 유동장 특성을 분석하기 위하여 초음속풍동 시험부를 설계, 제작하였다. 비행체가 고속으로 움직일 때 공동 주위의 유동은 매우 복잡하여 수치해석 결과를 검증할 초음속풍동 시험 자료가 필요하기 때문에 기존의 2차원 대칭형 노즐을 아랫면이 평판인 비대칭형 노즐로 수정하였다. 특성곡선해법을 이용한 비점성 노즐을 설계하고, 시험을 통해 얻은 경계층 두께를 노즐에 반영하여 보정한 기법을 C 언어로 프로그래밍하여 얻은 결과를 수치해석 결과와 비교하여 검증하였다. 슬롯 분사 시 지속적인 유동장 변화 분석을 위한 초음속 유지시간 확보를 위해 저장탱크의 압력 변화에 따른 PID 제어프로그램 수정으로 초음속 유동 유지시간을 약 5초에서 약 6초로 1초 정도 연장하여 제어 효율을 향상하였고, 슬롯 분사가 있는 후향계단에서의 유동장 변화를 슐리렌장치로 가시화하여 복잡한 유동장 특성을 확인하였다. 향후 슬롯 분사의 속도와 유량, 유동장의 온도를 변화하여 공동에서의 막냉각 효과 분석을 위한 장비로 사용할 계획이다.

• 대한기계학회:학술대회논문집
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• 대한기계학회 2001년도 춘계학술대회논문집E
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• pp.323-328
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• 2001

Supersonic coaxial, axisymmetric, jets issuing from various kinds of dual coaxial nozzles were experimentally investigated. Four different kinds of coaxial, dual nozzles were employed to characterize the major features of the supersonic, coaxial, dual jets. Two convergent-divergent supersonic nozzles with an impinging angle in the jet axis of the annular jets were designed to have the Mach number 2.0 and used to compare the coaxial jet flows with those discharging from two sonic nozzles. The primary pressure ratio was changed in the range from 4.0 to 10.0 and the assistant jet ratio from 1.0 to 4.0. The results obtained show that the assistant jets from the annular nozzle affect the coaxial jet flows and an increase of both the primary jet pressure ratio and assistant jet pressure ratio produces longer supersonic length of the dual, coaxial jet.