• 제목/요약/키워드: transverse jet injection

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초음속 주유동에 수직 분사되는 제트의 비정상 수치해석 (Unsteady Numerical Analysis of Transverse Injection Jet into Supersonic Mainstream)

  • 최정열
    • 한국전산유체공학회:학술대회논문집
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    • 한국전산유체공학회 2003년도 추계 학술대회논문집
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    • pp.126-131
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    • 2003
  • A series of computational simulations have been carried out for supersonic flows in a scram jet engine with and without a cavity. Transverse injection of hydrogen, a simplest form of fuel supply, is considered in the present study with the injection pressure varying from 0.5 to 1.5 MPa. The corresponding equivalence ratios are 0.167 - 0.50. The work features detailed resolution of the flow dynamics in the combustor, which was not typically available in most of the Previous studies. In particular, oscillatory flow characteristics are captured at a scale sufficient to identify the underlying physical mechanisms. Much of the flow unsteadiness is related not only to the cavity, but also to the intrinsic unsteadiness in the flowfield. The interactions between shock waves and shear layer may cause a large excursion of flow oscillation. The role of the cavity and injection pressure are examined systematically.

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초음속 연소기내부의 측면제트분사에 대한 수치적 연구 (Numerical Study of Slot Injection in Supersonic combustor)

  • 김종록;김재수
    • 한국추진공학회:학술대회논문집
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    • 한국추진공학회 2003년도 제21회 추계학술대회 논문집
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    • pp.108-113
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    • 2003
  • The numerical research has been done for the transverse jet behind a rearward- facing step in turbulent supersonic flow without chemical reaction. The purpose of transverse jet is used to improve mixing of the fuel in the combustor. Two- dimensional unsteady flowfields generated by slot injection into supersonic flow are numerically simulated by the integration of Navier-Stokes equation with two-equation k - $\varepsilon$ turbulence model. Numerical methods are used high-order upwind TVD scheme. Eight cases are computed, comprising slot momentum flux ratios and slot position at downstream of the step. The flow is very similar to the cavity flow, because the jet is like an obstacle. Therefore, the numerical results show the periodic phenomenon.

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DES를 이용한 초음속 유동내 수직 연료분사 유동의 비정상 3차원 해석 (UNSTEADY THREE-DIMENSIONAL ANALYSIS OF TRANSVERSE FUEL INJECTION INTO A SUPERSONIC CROSSFLOW USING DETACHED EDDY SIMULATION)

  • 원수희;문성영;정인석;최정열
    • 한국전산유체공학회:학술대회논문집
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    • 한국전산유체공학회 2008년도 학술대회
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    • pp.97-103
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    • 2008
  • Unsteady three-dimensional flowfields generated by transverse fuel injection into a supersonic mainstream are simulated with a DES turbulence model. Comparisons are made with experimental results in term of the temporal eddy position and eddy formation frequency. The vorticity field around the jet exit is also analyzed to understand the formation mechanism of the jet vortical structures. Results indicate that the DES model correctly predicts the convection characteristics of the large scale eddies. However, it is also observed that the numerical results slightly overpredict the eddy formation frequency. The jet vortical structures are developed from the competing vortices in the recirculation region of upstream boundary.

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DES를 이용한 초음속 유동내 수직 연료분사 유동의 비정상 3차원 해석 (UNSTEADY THREE-DIMENSIONAL ANALYSIS OF TRANSVERSE FUEL INJECTION INTO A SUPERSONIC CROSSFLOW USING DETACHED EDDY SIMULATION)

  • 원수희;문성영;정인석;최정열
    • 한국전산유체공학회:학술대회논문집
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    • 한국전산유체공학회 2008년 추계학술대회논문집
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    • pp.97-103
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    • 2008
  • Unsteady three-dimensional flowfields generated by transverse fuel injection into a supersonic mainstream are simulated with a DES turbulence model. Comparisons are made with experimental results in term of the temporal eddy position and eddy formation frequency. The vorticity field around the jet exit is also analyzed to understand the formation mechanism of the jet vortical structures. Results indicate that the DES model correctly predicts the convection characteristics of the large scale eddies. However, it is also observed that the numerical results slightly overpredict the eddy formation frequency. The jet vortical structures are developed from the competing vortices in the recirculation region of upstream boundary.

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추력벡터제어를 위한 이차 분사유동이 있는 2DCD 노즐 내부의 수치적 연구 (Numerical Investigation of 2DCD Nozzle Flow Having a Secondary Jet Injection for Thrust Vector Control)

  • 이진규;장근식
    • 한국전산유체공학회:학술대회논문집
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    • 한국전산유체공학회 2002년도 추계 학술대회논문집
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    • pp.17-22
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    • 2002
  • A numerical solution procedure has been developed to analyze the flow field resulted from the injection of a transverse jet through the divergent flap of a 2DCD nozzle for thrust vector control. The formulation employs the compressible Navier-Stokes equations in conservation law form and a two equation $\kappa-\omega$ turbulence model. Detailed numerical results are presented in this paper for the 2DCD nozzle over a range of secondary to primary injection mass flow ratios and nozzle pressure ratios.

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초음속 유동장 내의 공동을 이용한 연료/공기 혼합에 관한 실험적 연구 (Experimental Study on Fuel/Air Mixing using the Cavity in the Supersonic Flow)

  • 김채형;정은주;정인석
    • 한국추진공학회:학술대회논문집
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    • 한국추진공학회 2005년도 제25회 추계학술대회논문집
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    • pp.64-71
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    • 2005
  • 효과적인 초음속 연소를 위해 연료와 공기의 빠른 혼합이 필요하며, 혼합 향상을 위해 연료분사 방식에 대한 여러 연구들이 수행되어 왔다. 본 연구에서는 길이-깊이 비가 4.8, 후면 경사각이 $22.5^{\circ}$인 개방형 공동 모델을 사용하였으며, 마하수 1.92에서 운동량비에 따른 분사구 주변의 유동 특성 및 연소실 내 압력 분포를 슐리렌 가시화와 압력 측정을 사용하여 파악하였다. 운동량비는 연료의 침투거리와 분사지역의 유동에 큰 영향을 끼친다.

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측면제트분사가 있는 후향계단 후류의 비정상초음속유동에 대한 수치적 연구 (Numerical Study of Unsteady Supersonic Flow Behind a Rearward-Facing Step with Slot Injection)

  • 김종록;김재수
    • 한국항공우주학회지
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    • 제31권1호
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    • pp.97-103
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    • 2003
  • 연소기 내부에서 연소효율의 증대목적으로 사용되어지고 있는 후향계단후류의 측면제트 분사가 있는 초음속 난류유동장에 대한 수치적 연구를 수행하였다. 본 연구에서는 2차원 Navier_Stokes 방정식과 k-$\varepsilon$ 난류모델식을 고해상도 풍상차분법인 TVD 기법을 사용하여 비정상 유동장에 대한 수치계산을 수행하였다. 유동특성은 제트분사에 의한 마하면이 장애물 역할을 하여 후향계단과 마하면사이에 공동유동(cavity flow)과 비슷한 유동현상이 나타난다. 따라서, 공동 유동에서 발생하는 유동의 진동특성이 나타날 것을 예측할 수 있다. 수치계산 결과에서도 모맨텀플럭스와 분사위치에 따라, 공동유동에서 발생하는 진동특성을 갖는 비정상 유동 특성이 나타나는 것을 볼 수 있었다.

초음속난류유동장에서 후향계단 후류의 측면제트분사에 대한 수치적 연구 (Numerical Study of slot injection behind a rearward-facing step into turbulent supersonic flow)

  • 김종록;김재수
    • 한국전산유체공학회:학술대회논문집
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    • 한국전산유체공학회 2002년도 춘계 학술대회논문집
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    • pp.17-22
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    • 2002
  • This paper describes numerical research on transverse jet behind rearward-facing step in turbulent supersonic flowfields without chemical reaction. The purpose of transverse jet behind rearward-facing step is to improve mixing of the fuel in the combustor. Two-dimensional unsteady flowfields generated by slot injection into supersonic flow are numerically simulated by integration of Navier-Stokes equation. Final-scale turbulence effects are modeled with two-equation $\kappa-\epsilon$ model. Numerical methods are modeled high-order upwind TVDschemes. A total of 4 cases are computed, comprising slot momentum flux ratios at four step heights downstream of the step. These numerical results are represented periodic phenomenon in unsteady flowfields.

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분사구 형상에 따른 초음속 유동장 내 수직 연료 분사 특성 (Characteristics of the Transverse Fuel Injection into a Supersonic Crossflow using Various Injector Geometries)

  • 김세환;이복직;정인석;이형진
    • 한국추진공학회지
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    • 제22권3호
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    • pp.53-64
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    • 2018
  • 본 논문에서는 초음속 유동장 내 연료 수직 분사 조건에서 분사구의 형상에 따른 연료/공기 혼합 특성을 분석하고자 하였다. 이를 위해 동일한 분사구 출구 면적과 유량 조건에 대해 수소와 공기에 대한 비반응 유동장 전산 해석을 수행하였다. 해석 결과의 검증을 위하여 자유류 마하수 3.38, 제트-자유류 운동량 플럭스비 1.4 인 평판 분사 시험을 모의하였다. 5개의 서로 다른 형상을 갖는 분사구를 이용하여 형태에 따른 박리 구간, 분사 제트의 구조의 차이를 살펴보고 분사구 후류에서 수소의 침투 높이와 수소-공기의 혼합에 따른 가연 면적에 변화를 확인함으로써 분사구 형상에 따른 연료/공기 혼합 특성을 정량적으로 비교하였다.

모델 램제트 연소기 내에서의 정상/가진 수직 분무 특성 연구 (An Investigation on the Spray Characteristics of Steady/Plused Jet in Crossflow in Model Ramjet Combustor)

  • 김진기;송진관;김민기;윤영빈;황용석
    • 한국분무공학회지
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    • 제13권2호
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    • pp.99-106
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    • 2008
  • In this study, spray characteristics research of steady/pulsed injection in crossflow was performed experimentally in the model ramjet combustor. High-speed-camera photography was performed through a visualization window of model combustor, and then, steady and pulsed spray structures were observed and analyzed. Varying influx air temperature and fuel species, we could obtain the trajectory correlation in the steady injection case. In the experiment of pulsed injection, it is found that the pulsed frequency hardly influences spray trajectory. Also, it is found that, in the same injection pressure differential, the trajectory correlation of steady condition can be used for estimating pulsed spray trajectory.

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