• 한국가시화정보학회지
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• 제9권2호
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• pp.61-65
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• 2011

Several previous works on rocket nozzle flows have revealed the existence of the transition from FSS to RSS and the occurrence of asymmetric flow associated with the boundary layer separation, which can cause excessive side-loads of the propulsion system. Thus, it is of practical importance to investigate the asymmetric flow behaviors of the propulsion nozzle and to develop its control method. In the present study, the asymmetric flow control method using a cavity system was applied to supersonic nozzle flow. Time-dependent asymmetric flow was experimentally investigated with the rate of change of the nozzle pressure ratio. The results obtained showed that the cavity system installed on nozzle wall would be helpful in fixing the unsteady motions of the boundary layer separation, consequently reducing the possibility of the occurrence of the asymmetric flow.

• 한국군사과학기술학회지
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• 제10권4호
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• pp.12-19
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• 2007

In this study, nonlinear flow-induced vibration(flutter) analyses of a 2-DOF launch vehicle airfoil have been conducted in supersonic and hypersonic flow regimes. Advanced aeroelastic analysis system based on computational fluid dynamics and computational structural dynamics is successfully developed and applied to the present analyses. Nonlinear unsteady aerodynamic analyses considering strong shock wave motions are conducted using inviscid Euler equations. Aeroelastic governing equations for the 2-DOF airfoil system is solved by the coupled integration method with interactive CFD and CSD computation procedures. Typical wedge type airfoil shapes with initial angle-of-attacks are considered to investigate the nonlinear flutter characteristics in supersonic(15). Also, the comparison of detailed aeroelastic responses are practically presented as numerical results.

• 한국추진공학회:학술대회논문집
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• 한국추진공학회 2008년도 제30회 춘계학술대회논문집
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• pp.285-288
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• 2008

본 연구는 연료(수소)층과 산화제(공기)층의 사이에 불활성기체(질소)또는 연료(수소)를 평행분사하는 수치해석을 다루고 있다. 수치해석을 위해서 완전 보존되는 비정상 2차 시간정확도법과 2차 TVD방법이 유한 체적법과 사용되었다. 결과는 3가지 종류로 구성되어있다. 첫째는 연료와 산화제의 단일 혼합층이고, 둘째는 연료와 산화제의 사이에 불활성기체를 분사하는 방식이며, 세 번째는 연료와 산화제의 사이에 연료를 분사하는 방식이다. 전체 유동층의 수직두께는 4cm이며 삽입된 중간층의 두께는 1,2,4mm의 세가지 경우에 대하여 계산하였다.

• 한국추진공학회:학술대회논문집
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• 한국추진공학회 2006년도 제26회 춘계학술대회논문집
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• pp.310-313
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• 2006

본 연구에서는 sub-cavity를 적용한 경우 얻어지는 압력진동의 제어효과를 수치계산 방법을 사용하여 조사하였으며, 삼각돌기와 블로잉제트를 사용하여 얻어진 결과들과 비교하여 그 효율성을 검토하였다. 사각형의 공동을 지나는 유동장은 3차원 비정상 압축성 Wavier-Stokes 방정식에 완전 내제적 유한체적법 및 다단계 Runge-Kutta 방법을 적용하여 수치모사하였으며, 공동유동의 난류상태량들을 적절히 예측하기 위하여 large eddy simulation(LES)을 수행하였다. 본 연구의 결과로부터, 공동후단 부근에서 발생하는 압력진동이 전체 공동유동의 비정상 거동을 지배하며, sub-cavity를 사용하여 압력진동의 폭을 감소시킬 수 있음을 알았다.

• 한국전산유체공학회:학술대회논문집
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• 한국전산유체공학회 2006년도 추계 학술대회논문집
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• pp.181-184
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• 2006

High-speed flight vehicle have various cavities. The supersonic cavity flow is complicated due to vortices, flow separation and reattachment, shock and expansion waves. The general cavity flow phenomena include the formation and dissipation of vortices, which induce oscillation and noise. The oscillation and noise greatly affect flow control, chemical reaction, and heat transfer processes. The supersonic cavity' flow with high Reynolds number is characterized by the pressure oscillation due to turbulent shear layer, cavity geometry, and resonance phenomenon based on external flow conditions, The resonance phenomena can damage the structures around the cavity and negatively affect aerodynamic performance and stability. In the present study, we performed numerical analysis of cavities by applying the unsteady, compressible three dimensional Reynolds-Averaged Navier-Stokes(RANS) equations with the ${\kappa}-{\omega}$ turbulence model. The cavity model used for numerical calculation had a depth(D) of 15mm cavity aspect ratio(L/D) of 3, width to spanwise ratio(W/D) of 1.0 to 5.0. Based on the PSD(Power Spectral Density) and CSD(Cross Spectral Density) analysis of the pressure variation, the dominant frequency was analyized and compared with the results of Rossiter's Eq.

• 대한기계학회논문집B
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• 제41권10호
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• pp.649-657
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• 2017

고압의 파이프 파단 시 파이프 내에 있던 유체가 고속으로 대기로 분출될 때 압축성유동을 동반하는 초음속제트가 발생한다. 이러한 초음속제트는 일반적으로 복잡한 비정상거동을 보여줄 수 있다. 본 연구는 이러한 고압파이프에서 분출되는 초음속제트에 의해 생성되는 압축성유동을 고찰하기 위하여 전산유체역학 해석이 수행되었다. 분출기체의 종류 및 파이프직경 변화에 따른 비정상유동 특성을 해석하기 위해 SST $k-{\omega}$ 난류모델이 채택되었다. 전산해석 시 기본 경계조건은 파이프직경 10 cm, 제트 압력비 5, 기체온도 300 K로 가정하였다. 그 해석결과로 초음속제트로 인해 생성되는 충격파의 거동이 관찰되었고, 간접적인 영향으로 폭풍파도 발생됨을 알 수 있었다. 기체의 분자량이 가장 작은 $H_2$의 압력파 특성은 안전영역까지의 거리가 가장 짧았으며, 분자량이 비슷한 $N_2$, 공기 및 $O_2$는 큰 차이가 없었다. 또한 파이프직경이 커져 제트에 의한 영향범위도 더욱 증대됨을 알 수 있었다.

• 한국추진공학회:학술대회논문집
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• 한국추진공학회 2006년도 제27회 추계학술대회논문집
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• pp.344-352
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• 2006

Evacuation performance, starting transient, and plume blowback at diffuser breakdown of a straight cylindrical supersonic exhaust diffuser with no externally supplied secondary flow are investigated. Pressure records in the transitional periods are measured by a small-scale cold-gas simulator. Flow-fields evolving in the diffuser-type ejector are solved by preconditioned Favre-averaged Navier-Stokes equations with a low-Reynolds number $k-{\varepsilon}$ turbulence model edited for turbulence compressibility effects. The present RANS method is properly validated with measured static wall pressure distributions and evacuation level at steady operation as well as the pressure records during the transition regime.

• 한국소음진동공학회:학술대회논문집
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• 한국소음진동공학회 2000년도 춘계학술대회논문집
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• pp.1198-1203
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• 2000

In this study, a nonlinear aeroelastic analysis system for the fighter wing with tip-store has been developed additionally in the transonic and supersonic flow region. The unsteady CFD code based on the transonic small disturbance theory has been incorporated to consider the numerical capability for the aerodynamic nonlinear effects. The coupled time-integration method is used to observe the detailed nonlinear aeroelastic responses for elastic wings in their flight. condition. A conservative wing-box model of a fighter wing with tip-store is modeled by MSC/PATRAN and the corresponding free vibration analysis has been performed by MSC/NASTRAN. The results of flutter analyses are presented in the subsonic, transonic and supersonic flow regime.

• 한국추진공학회:학술대회논문집
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• 한국추진공학회 2005년도 제25회 추계학술대회논문집
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• pp.86-89
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• 2005

2단식 경가스총으로 부터 발사된 발사체의 공기역학적 특성을 연구하기 위해 이동 경계 수치계산법을 축대칭 비정상 압축성 오일러 방정식에 적용하였다. 본 연구로 얻어진 결과는 초음속으로 발사된 발사체로 인한 충격파와 폭발파사이 간섭현상, 와류와 barrel 충격파사이의 간섭현상, 정상 부족팽창 제트을 관찰할 수 있었으며, 발사체 질량 변화에 따른 발사체의 속도, 가속도, 항력 선도를 예측하였다.

• 한국추진공학회:학술대회논문집
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• 한국추진공학회 2003년도 제21회 추계학술대회 논문집
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• pp.191-194
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• 2003

A series of computational simulations have been carried out for non-reacting and reacting flows in a supersonic combustor configuration 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 of 0.5 and 1.0 ㎫. The corresponding equivalence ratios are 0.17 and 0.33. The work features detailed resolution of the flow and flame 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 the unsteady flow and flame evolution may cause a large excursion of flow oscillation. The role of the cavity, injection pressure, and amount of heat addition are examined systematically.