• 한국추진공학회:학술대회논문집
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• 한국추진공학회 2008년 영문 학술대회
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• pp.275-282
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• 2008

This paper presents numerical investigation of multi-phase flow in solid rocket motor nozzle and effect of multi-phases on the performance prediction of the Solid Rocket Motor. Aluminized propellants are frequently used in solid rocket motors to increase specific impulse. An Eulerian-Lagrangian description has been used to analyze the motion of the micrometer sized and discrete phase that consist of the larger particulates present in the Solid Rocket Motor. Uniform particles diameters and Rosin-Rammler diameter distribution method has been used for the simulation of different burning of aluminum droplets generating aluminum oxide smokes. Roe-FDS scheme has been used to simulate the effects of the multi-phase flow. The results obtained show the sensitivity of this distribution to the nozzle flow dynamics, primarily at the nozzle inlet and exit. The analysis also provides effect of two phases on performance prediction of Solid Rocket Motor.

• 한국재료학회지
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• 제24권8호
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• pp.429-433
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• 2014

As the fabrication technology used in FPDs(flat-panel displays) advances, the size of these panels is increasing and the pattern size is decreasing to the um range. Accordingly, a cleaning process during the FPD fabrication process is becoming more important to prevent yield reductions. The purpose of this study is to develop a FPD cleaning system and a cleaning process using a two-phase flow. The FPD cleaning system consists of two parts, one being a cleaning part which includes a two-phase flow nozzle, and the other being a drying part which includes an air-knife and a halogen lamp. To evaluate the particle removal efficiency by means of two-phase flow cleaning, silica particles $1.5{\mu}m$ in size were contaminated onto a six-inch silicon wafer and a four-inch glass wafer. We conducted cleaning processes under various conditions, i.e., DI water and nitrogen gas at different pressures, using a two-phase-flow nozzle with a gap distance between the nozzle and the substrate. The drying efficiency was also tested using the air-knife with a change in the gap distance between the air-knife and the substrate to remove the DI water which remained on the substrate after the two-phase-flow cleaning process. We obtained high efficiency in terms of particle removal as well as good drying efficiency through the optimized conditions of the two-phase-flow cleaning and air-knife processes.

• 한국가시화정보학회지
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• 제7권2호
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• pp.28-34
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• 2010

Two turbulent jet with different sinusoidal nozzle exit configurations of in-phase and $180^{\circ}$ out-of-phase were investigated experimentally using a smoke-wire method and a hot-wire anemometry. Mean velocity and turbulence intensity were measured at several downstream locations under $Re_D\;=\;5000$. For the case of in-phase nozzle configuration, the length of potential core exhibits negligible difference with respect to the transverse locations (0, $\lambda/4$ and $\lambda/2$), similar to that of a plane jet. On the other hand, a maximum difference of 30% in the potential-core length occurs for the $180^{\circ}$ out-of-phase configuration. The spatial distributions of turbulence intensities also show significant difference for the nozzle of $180^{\circ}$ out-of-phase, whereas non-symmetric distribution is observed in the near-exit region(x/D = 1) for the in-phase sinusoidal nozzle jet. Compared to a slit planc jet, the sinusoidal nozzle jets seem to suppress the velocity deficit as the flow goes downstream. The sinusoidal nozzle jet was found to decrease turbulent intensity dramatically. The flow visualization results show that the flow characteristics of the sinusoidal nozzle jet are quite different from those of the slit plane jet.

• 한국추진공학회:학술대회논문집
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• 한국추진공학회 2012년도 제38회 춘계학술대회논문집
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• pp.356-363
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• 2012

This paper addresses an analytical study on the gas-solid two phase flows in a nozzle. The primary purpose is to get recognition into the gas-solid suspension flows and to investigate the particle motion and its influence on the gas flow field. The present study is the primal step to comprehend the gas-solid suspension flow in the convergent-divergent nozzle. This paper try to made a development of an analytical model to study the back pressure ratio, particles loading and the particle diameter effect on gas-solid suspension flow. Mathematical model of gas-solid two phase flow was developed based on the single phase flow models to solve the quasi-one-dimensional mass, momentum equations to calculate the steady pressure field. The influence of particles loading and particle diameter is analyzed. The results obtained show that the suspension flow of smaller diameter particles has almost same trend as that of single phase flow using ideal gas as working fluid. And the presence of particles will weaken the strength of the shock wave; the bigger particle will have larger slip velocity with gas flow. The thrust coefficient is found to be higher for larger particles/gas loading or back pressure ratio, but it also depends on the ambient pressure.

• 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.

• 에너지공학
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• 제18권4호
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• pp.258-263
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• 2009

고농도의 페수처리를 위한 분사식 환형회로 반응조(Jet Loop Reactor)는 폭기조 내에 분사 노즐을 장착하여 기질과 주위 박테리아 사이의 산소전달을 촉진시키는 최신 설계기법이다. 본 연구에서는 분사식 환형회로 반응조의 최적 설계를 위해 이상제트 유동을 해석하였다. 반응조 내에서 폐수의 원활한 순환을 위해 요구되는 노즐 출구에서의 최소 속도가 존재하고 또한 유도관의 최적 위치와 직경의 크기에 따른 순환정도를 분석 하였다. 공기입자의 크기가 작을수록 반응조 내의 혼합효과가 증가하는 것을 알았고 이상 유동내의 난류유동과 혼합특성의 관계를 확인하였다.

• 대한기계학회:학술대회논문집
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• 대한기계학회 2002년도 학술대회지
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• pp.393-396
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• 2002

Submerged gas-injected system can be applied to various industrial field such as metallurgical and chemical processes, So this study aims at presenting the relevant relationship between gas phase and liquid phase in a gas-injected bath. In a cylinderical bath, local gas volume fraction and bubble frequency were measured by electroconductivity probe and oscilloscope. The temperature of each phase was measured using thermocouple and data acquisition system. In vertical gas injection system, gas-liquid two phase plume was formed, being symmetry to the axial direction of injection nozzle and in a shape of con. Lacal gas-liquid flow becomes irregular around the injection nozzle due to kinetic energy of gas and the flow variables show radical change at the vicinity of gas(air) injection nozzle As most of the kinetic energy of gas was transferred to liquid in this region, liquid started to circulate. In this reason, this region was defined as 'developing flow region' The Bubble was taking a form of churn flow at the vicinity of nozzle. Sometimes smaller bubbles formed by the collapse of bubbles were observed. The gas injected into liquid bath lost its kinetic energy and then was governed by the effect of buoyancy. In this region the bubbles which lost their kinetic energy move upward with relatively uniform velocity and separate. Near the gas nozzle, gas concentration was the highest. But it started to decrease as the axial distance increased, showing a Gaussian distribution.

• 한국추진공학회지
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• 제3권4호
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• pp.83-92
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• 1999

본 논문에서는 고체 로켓 노즐 내부의 2상유동 및 노즐 표면 마모 특성에 관하여 수치적으로 연구하였다. 로켓 노즐 내부의 연소 가스에 포함된 여러 가지 크기의 산화알루미늄 입자에 대해서 Stoke 수를 정의하고, 입자의 궤적을 라그랑지안 방법을 통하여 추적 및 분석하였다. 아울러 Weber 수를 정의하여 산화알루미늄 입자의 안정성을 고찰하였다. 큰 입자들은 유동의 급가속에 의하여 노즐목을 통과한 후 분리되었다. 이와 같이 분리된 입자들은 노즐 출구에서의 입자분포를 크게 변화시켰다. 위와 같은 계산 결과로부터 노즐벽의 수축부분은 산화 알루미늄 입자의 영향을 받을 수 있는 가능성이 있음을 확인하였다. 그리고 입자가 노즐벽면과 충돌시에 발생하게되는 노즐 표면의 기계적 마모 현상을 예측하였다.

• 한국추진공학회지
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• 제7권1호
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• pp.57-65
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• 2003

본 연구에서는 압축수가 노즐을 통해 급격히 팽창될 때 기액이상류가 플래싱 증발하게 되는 이상류의 임계유동을 Isentropic-Homogeneous-Equilibrium model과 Leung model을 사용해 해석하였다. 그 결과 이상유동은 연속/불연속적 초크로 될 수 있으며, 정체점의 압력이 10Mpa일 경우에는 단상류 유동의 초크현상과 유사한 연속적인 초크현상이 정체점의 아냉각도가 10K이하일 경우에만 발생한다는 것을 알았다.

• 에너지공학
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• 제23권4호
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• pp.95-105
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• 2014

CUPID 코드는 기기 스케일(Component scale)의 2상 유동(Two-phase flow) 해석 코드로서 다양한 2상 유동 조건의 실험 자료를 이용하여 검증되어 왔다. 특히, CUPID 코드의 CANDU형 원자로 감속재 탱크 내부 유동 해석능력을 평가하기 위해 1/4 규모 축소 실험장치의 실험결과를 이용하여 검증한 바가 있다. 본 연구에서는 이전 연구를 바탕으로 CUPID 코드를 사용하여 실제 원자로 감속재탱크 내부의 열수력 거동을 해석하였다. 감속재 탱크의 내부 구조는 아주 복잡하기 때문에 다공질 매질 방법을 적용하였으며 탱크 입구노즐 또한 기기 스케일 코드의 취지에 부합하게 아주 단순화하여 모델하였다. 해석결과의 정확성을 결정하는 가장 중요한 요소는 입구노즐의 모델 방법에 있는 것으로 나타났다. 입구노즐을 단순하게 모델하여 입구유량을 경계조건으로 부여하고 발전소 정상운전조건으로 계산한 결과, 부력에 의한 열성층화 현상이 발생하였다. 이는 전혀 타당하지 않은 것으로 입구 유동의 모멘텀을 정확하게 모의하지 않아 발생한 것이 나타났다. 이를 개선하고자 입구 유량과 운동량을 동시에 보존시킬 수 있도록 입구 노즐 면적을 축소하고 속도는 증가시켜서 계산한 결과, 사실적인 내부 유동장을 얻을 수 있었다. 결론적으로 계산 비용효과가 뛰어난 다공질 매질 방법에 입각하여 CUPID 코드를 실규모 감속재 탱크 열유동 해석에 적용할 수 있음을 보였고, 입구노즐의 적절한 모델이 가장 중요한 요소임을 확인하였다.