• 대한기계학회:학술대회논문집
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• 대한기계학회 2001년도 춘계학술대회논문집E
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• pp.494-498
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• 2001

When supersonic jet impinges on wall from the nozzle, complex flow pattern appears such as Mach disc, expansion fan, and jet boundary. The numerical computation of this supersonic jet is important on flame deflecctor design for launch space especially. In this paper, we analyzed supersonic jet structure impinging on deflector wall using three dimensional steady and unsteady compressible equation and showed temperature and pressure distribution on the wall surface. As a result, some dominant factors of jet flows are discussed for conceptual design of flame deflector.

• 한국추진공학회:학술대회논문집
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• 한국추진공학회 2008년도 제30회 춘계학술대회논문집
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• pp.332-335
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• 2008

본 연구의 목적은 수소 및 탄화수소를 이용한 bluff-body 화염 안정화 및 hyper-mixer와 같은 초음속 연소기 연료 분사기 주변의 유동해석 이다. 대규모 박리영역을 갖는 후방단 형상의 초음속 주변 유동을 해석하기 위한 검증 단계로 다양한 수치기법을 평가해 보았다. 고차 공간 정확도로 확장된 5차 TVD-MUSCL기법, Roe FDS, S-A DES/DDES 조합이 기저유동과 기저유출 유동에 좋은 결과를 보여 주었다.

• 한국추진공학회:학술대회논문집
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• 한국추진공학회 2004년도 제22회 춘계학술대회논문집
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• pp.391-397
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• 2004

The performance characteristics of partial admission supersonic turbines are analyzed by using the commercial CFD program FLUENT6.0. The governing equations were discretized with Euler implicit method in time and 2nd-order upwind scheme of FVM in space. The k-$\varepsilon$ turbulence model was utilized to describe the turbulent flow field. In order to investigate the nozzle--rotor interactions and the effect of partial admission, the flows in supersonic turbine rotor cascades with a nozzle are computed. Extensive computations of partial admission supersonic turbines provide the shock structures and flow patterns in the nozzle and rotor. It is clearly shown that the nozzle flow is highly affected by the shocks or expansion waves propagated from the rotor leading edge. And the rotor flow is also affected by the shocks or wakes originated from the nozzle.

• 한국추진공학회:학술대회논문집
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• 한국추진공학회 2004년도 제23회 추계학술대회 논문집
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• pp.99-108
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• 2004

본 연구에서는 초음속 충동형 터빈의 유동특성을 알아보기 위해 소형 초음속 풍동을 설계하였으며 Single pass Schlieren system을 이용하여 유동을 가시화 하였다. 실험은 2차원 초음속 노즐과 익렬을 조합하여 압력비에 따라 실시하였다. 실험을 통해 충격파를 포함한 복잡한 유동 형태와 노즐-익렬, 충격파-경계층 상호작용 등을 관찰할 수 있었다.

• 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.

• 대한기계학회논문집
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• 제19권9호
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• pp.2283-2296
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• 1995

Experiments of normal shock wave/turbulent boundary layer interaction were conducted in a supersonic diffuser. The flow Mach number just upstream of the normal shock wave was in the range of 1.10 to 1.70 and Reynolds number based upon the turbulent boundary layer thickness was varied in the range of 2.2*10$^{[-994]}$ -4.4*10$^{[-994]}$ . The wall pressures in streamwise and spanwise directions were measured for two test cases, in which the turbulent boundary layer thickness incoming into the supersonic diffuser was changed. The results show that the interactions of normal shock wave with turbulent boundary layer in the supersonic diffuser can be divided into three patterns, i.e., transonic interaction, weak interaction and strong interaction, depending on Mach number. The weak interactions generate the post-shock expansion which its strength is strong as the Mach number increases and the strong interactions form the pseudo-shock waves. From the spanwise measurements of wall pressure, it is known that if the flow Mach number is low, the interacting flow fields essentially appear two-dimensional, but they have an apparent 3-dimensionality for the higher Mach numbers.

• 대한기계학회논문집B
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• 제24권8호
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• pp.1128-1138
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• 2000

Pumping action in ejector systems is generally achieved through the mixing of a high-velocity and high-energy stream with a lower-velocity and lower-energy stream within a duct. The design and performance evaluation of the ejector systems has developed as a combination of scale-model experiments, empiricism and theoretical analyses applicable only to very simplified configurations, because of the generic complexity of the flow phenomena. In order to predict the detailed performance characteristics of such systems, the flow phenomena throughout the operating regimes of the ejector system should be fully understood. This paper presents the computational results for the two-dimensional supersonic ejector system with a second throat. The numerical simulations are based on a fully implicit finite volume scheme of the compressible Reynolds-averaged Navier-Stokes equation in a domain that extends from the stagnation chamber to the diffuser exit. For a wide range of the operating pressure ratio the flow field inside the ejector system is investigated in detail. The results show that the supersonic ejector systems have an optimal throat area for the operating pressure ratio to be minimized.

• 한국추진공학회:학술대회논문집
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• 한국추진공학회 2011년도 제37회 추계학술대회논문집
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• pp.206-212
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• 2011

유체 시스템에서 히스테리시스 현상은 다양한 산업 및 공학의 응용 분야에서 발생하며, 주로 압력비의 시간변화 과정에서 발생한다. 초음속 노즐에서 충격파를 포함한 유동장은 이러한 히스테리시스 현상의 지배적인 영향을 받는다. 그러나 이와 관련된 유동의 물리적 현상에 대해서는 연구가 미비한 실정이다. 본 연구에서는 노즐구동압력비의 변화 과정 동안 초음속 노즐의 유동을 파악하기 위해 실험적 연구를 수행하였다. 순간 표면압력을 측정하기 위하여 다수의 압력변환기를 사용하였으며, 유동장의 가시화는 나노스파크 광원을 가지는 쉴리렌 가시화 장치를 이용하였다. 본 연구로부터, 히스테리시스 현상은 노즐의 기하학적 형상뿐만 아니라 압력비의 시간변화에 크게 의존하였다.

• Journal of Mechanical Science and Technology
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• 제15권4호
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• pp.492-499
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• 2001

The characteristics of Prand시-Meyer expansion of supersonic flow with condensation along a wavy wall in a channel are investigated by means of experiments and numerical analyses. Experiments are carried out for the case of moist air flow in an intermittent indraft supersonic wind tunnel. The flow fields are visualized by a Schlieren system and the distributions of static pressure along the upper wavy wall are measured by a scanning valve system with pressure transducers. In numerical analyses, the distributions of streamlines, Mach lines, iso-pressure lines, and iso-mass fractions of liquid are obtained by the two-dimensional direct marching method of characteristics. The effects of stagnation temperature, absolute humidity, and attack angle of the upper wavy wall on the generation and the locations of generation and reflection of an oblique shock wave are clarified. Futhermore, it is confirmed that the wavy wall plays an important role in the generation of an oblique shock wave and that the effect of condensation on the flow fields is apparent.

• 한국전산유체공학회지
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• 제8권2호
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• pp.1-7
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• 2003

The V2F turbulence model, which has shown very good performance in several test cases at low speeds, has been applied to supersonic ramp flow with 20. corner angle at the free stream Mach number of 2.79. The flow is known to manifest strong shock wave/turbulent boundary layer interactions. As a comparative study, low-Reynolds k-ε models are also considered. While the V2F model predicts wall-pressure distribution well, it relatively predicts larger separation bubble and higher skin-friction after the reattachment than the experimental data. Although the ellpticity of f equation is the characteristics of incompressible flows, the converged solutions are acquired in the compressible flow with shock waves. The effect of the realizability constraints used in the model is also examined. In contrast to the result of impinging jet flows, the realizability bounds proposed by Durbin deterioate the overall solutions of the supersonic ramp flow.