• Proceedings of the Korean Society of Propulsion Engineers Conference
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• 1998.10a
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• pp.3-3
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• 1998

액체추진제 로켓엔진 연소실에는 고유모드에 대응하는 음향파동이 내재되며 이러한 음향파동은 연소와의 상호작용을 통하여 불안정한 음향에너지를 공급받아 증폭되며 결국에는 연소불안정 상태에까지 이르게 된다. 이와 같은 불안정한 상태에 이르기 위해서는 연소로부터 되먹임되는 불안정 에너지의 양이 충분히 크고 구동 음향파동에 근접한 위상을 가져야 한다. 이와 같은 구동 메커니즘을 구성하는 상세한 물리적 현상들을 규명하고 예측하기 위한 많은 연구들이 보고되었으며, 이들 중 이론적인 시간 지연 모델을 사용하는 음향적인 방법은 매우 경제적인 반면 연소 현상에 대한 상세한 모사가 생략되어 연소 불안정의 구체적인 원인을 규명하는데 어려움이 있고, 파동 방정식에 의하여 연소실 내부의 파동 에너지 증가를 예측하는 방법은 연소기 내에서의 연소 메커니즘에 대한 고려 없이 연소에 의해 발생하는 에너지만을 포함하는 단점과 선형적인 연소 불안정에만 제한된다는 제한이 있다. 음향장과 커플된 기화반응 모델은 분무액적의 기화 과정이 추진제 연소의 지배과정이라는 가정 하에 연소응답을 기화반응으로 대체하는 방법으로, 역시 단시간 내에 결과를 얻을 수 있다는 장점이 있으나 기화반응으로부터 음향파동으로의 에너지 되먹임 과정이 배제되어 있어 정확한 결과를 구하기는 어렵다. 이에 대하여 최근에는 전산 모사적인 방법을 사용하는 대규모의 연소장 해석이 가능하여 짐으로써 음향파동에 의한 외란과 에너지 되먹임과정을 모두 포하마여 수치적인 방법을 사용하여 계산하는 액체추진제 로켓엔진의 고주파 연소불안정 해석방법들이 제시되고 있다.안정성 모드가 있음을 보였다. 밀도 변화가 있는 경우나 밀도 변화가 없는 경우 모두 sinuous 모드의 가장 불안정한 모드가 varicose 모드의 가장 불안정한 모드보다 더 불안정함을 보여주어 후류 유동은 자유 유동에 가까운 위상 속도를 가지는 sinuous 모드에 의해 지배될 것임을 예측할 수 있다. 연소반응이 완전연소에 가까울수록 그리고 압축성 효과가 클수록 유동내부의 온도가 증가하고 점성 또한 증가하여 후류유동은 안정됨을 알 수 있었다 유동변수들의 contour로부터 유동의 특성을 예측한 결과 baroclinic 항이 dilatational 항보다 상대적으로 크며, 중심선 상하에 생기는 vortex를 더욱 성장시킬 것으로 생각된다.냉각 홀의 막임, 연소 입자의 점착 부위 등을 예측하여 보완책을 준비할 수 있도록 하였다.$mm^2$sec였으며, 이는 다른 graphite/epixy 복합재의 확산계수와 유사한 값을 나타내고 있다. 또한 추진제가 충전된 연소관을 절단하여 밀폐한 후 95%RH 습도 조건에 보관함으로써 연소관 내부의 추진제 기계적 특성에 미치는 침투된 습기의 영향도 함께 고찰하였다. 추진제에 따라 차이는 있겠으나 추진제가 충전된 연소관은 순수 복합재 연소관에 비해 습기의 투과 정도가 작으며, 본 연소관에 충전된 RDX/AP계 추진제의 경우 추진제의 습기투과에 의한 추진제 물성 변화는 미미한 것으로 나타났다.의 향상으로, 음성개선에 효과적이라고 사료되었으며, 이 방법이 편측 성대마비 환자의 효과적인 음성개선의 치료방법의 하나로 응용될 수 있으리라 생각된다..

• Proceedings of the Korean Society of Propulsion Engineers Conference
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• 2009.05a
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• pp.281-284
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• 2009

Acoustic tuning frequency of quarter-wave resonators is investigated numerically to suppress combustion instability in a liquid rocket engine. A quarter-wave resonator is adopted, which was designed from the cold acoustic test for optimal damping condition. First, in a model combustion chamber scaled down from a full-scale chamber, reactive flow filed is analyzed numerically and acoustic-pressure responses are examined. Next, thermodynamic properties in the resonators are predicted. Based on the data, frequency tuning method is studied. The optimum tuning length of each resonator is proposed and thereby, sufficient damping is produced.

• The Journal of the Acoustical Society of Korea
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• v.36 no.5
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• pp.314-320
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• 2017

A pressure relief valve is generally used to prevent piping systems from being broken due to high pressure gas flows. However, the sudden pressure drop caused by the pressure relief valve produces high acoustic energy which propagates in the form of compressible acoustic waves in the pipe and sometimes causes severe vibration of the pipe structure, thereby resulting in its failure. In this study, internal aerodynamic noise due to valve flow is estimated for a simple contraction-expansion pipe by combining the LES (Large-Eddy Simulation) technique with the wavenumber-frequency analysis, which allows the decomposition of fluctuating pressure into incompressible hydrodynamic pressure and compressible acoustic pressure. In order to increase the convergence, the steady Reynolds-Averaged Navier-Stokes equations are numerically solved. And then, for the unsteady flow analysis with high accuracy, the unsteady LES is performed with the steady result as the initial value. The wavenumber-frequency analysis is finally performed using the unsteady flow simulation results. The wavenumber-frequency analysis is shown to separate the compressible pressure fluctuation in the flow field from the incompressible one. This result can provide the accurate information for the source causing so-called acoustic-induced-vibration of a piping system.

• Journal of the Korea Institute of Military Science and Technology
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• v.2 no.2
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• pp.99-109
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• 1999

This paper is concerned with instability of flow fields which are dominated by the entropy mode with the presence of usual acoustic and vortical modes. These combined modes lead to nonlinear unstable waves which may occur in automobile, aircraft, or rocket engines. In this study instability in a side-burning rocket is investigated. It is shown that the energy growth rate parameters increase with an increase of the energy growth factor. The energy growth rate parameters for turbulent flows are larger than those for laminar flows. It is further shown that unstable wave motions for the high-temperature side-burning rocket are dictated mostly by the entropy mode, somewhat by the vortical mode, and least by the acoustic mode.

• Proceedings of the KIEE Conference
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• 1999.07e
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• pp.2262-2264
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• 1999

절연체 내부의 보이드로 인하여 부분방전이 발생하면 국부 파괴와 완전절연파괴의 원인이 된다. 부분방전으로 생기는 트리잉은 절연재료를 열화시키며 부분방전 메카니즘 연구의 한 축을 이룬다. 이에 절연 파괴를 미연에 예측하고 감시하는 기술의 개발은 매우 중요하다. 이러한 관점에서, 부분방전의 메카니즘을 본래의 관점에서 비 선형적으로 해석할 수 있는 기법의 도입은 중요한 의미를 갖는다. 절연체의 부분방전을 시간 전개에 따라 해석함으로써 이후 실시간 감시 시스템 구축에 기초가 될 것이며 지금까지 수없이 시도 되어온 통계적인 방법과의 비교분석 및 데이터 베이스화에 따른 더욱 객관적이고 정확한 감지 결과가 기대된다. 부분방전 신호는 음향센서를 거쳐 개인용 컴퓨터에서 비선형적 해석기법과 통계적인 $\Phi$-q 기법을 적용하여 해석하였으며, 이 해석 결과는 다양한 해석 기준을 제공해 줄 것으로 기대된다.

• Journal of Biomedical Engineering Research
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• v.23 no.3
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• pp.227-233
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• 2002

The IME(implantable middle ear) system is Promising due to its ability to free from sound feedback and Produce a good sound quality and intelligibility with low distortion even if it is operated with high gain for severe hearing impaired. The differential electromagnetic vibration transducer. which was developed for using in IME system and has two small magnets attached the same Pole facing in the coil. is not influenced by environmental external magnetic field. Besides, it has high vibration efficiency and good frequency response characteristics. In this Paper, using acoustic model of the transducer and ear model of normal Person. the signal transfer characteristics of the IME system are analyzed and investigated From the differences of the characteristics between normal ear and the IME system, it is Possible that design of the IME system that have the signal transfer characteristics similar to normal person's ear.

• The Journal of the Acoustical Society of Korea
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• v.39 no.6
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• pp.524-532
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• 2020

In this study, noise radiated from a high-speed fan-motor unit for a cordless vacuum cleaner is reduced by designing splitter blades on the existing impeller. First of all, in order to investigate the flow field through a fan-motor unit, especially impeller, the unsteady incompressible Reynolds-Averaged Navier-Stokes (RANS) equations are numerically solved by using computational fluid dynamic technique. With predicted flow field results as input, the Ffowcs Williams-Hawkings (FW-H) integral equation is solved to predict aerodynamic noise radiated from the impeller. The validity of the numerical methods is confirmed by comparing the predicted sound pressure spectrum with the measured one. Further analysis of the predicted flow field shows that the strong vortex is formed between the impeller blades. As the vortex induces the loss of the flow field and acts as an aerodynamic noise source, supplementary splitter blades are designed to the existing impeller to suppress the identified vortex. The length and position of splitter are selected as design factors and the effect of each design factor on aerodynamic noise is numerically analyzed by using the Taguchi method. From this results, the optimum location and length of splitter for minimum radiated noise is determined. The finally selected design shows lower noise than the existing one.

• The Journal of the Acoustical Society of Korea
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• v.36 no.6
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• pp.371-377
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• 2017

The performance of an air conditioner is closely related to the cooling performance of a split-type outdoor unit so that, in most of the relevant preceding studies, the independent performance of an axial fan in an outdoor unit has been studied. However, there is a lack of research on the effects of other components in an outdoor units was rarely investigated. Therefore, in this paper, the effects of the fan orifice among other parts on the flow performance of the outdoor unit was numerically investigated. A virtual fan tester consisting of 18 million grids was developed for highly resolved flow simulation. The unsteady RANS (Reynolds-averaged Navier-Stokes) equations are numerically solved by using finite-volume CFD (Computational Fluid Dynamics) techniques. In order to verify the validity of the numerical methods, the predicted P-Q curve of the cooling fan in a full outdoor unit is compared with the measured one. Optimization of orifice shape was carried out for maximum flow performance of the outdoor unit using the validated numerical method.

• The Journal of the Acoustical Society of Korea
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• v.37 no.5
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• pp.263-270
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• 2018

In most industry fields concerning external flow noise problems, the hybrid computational aeroacoustic techniques based on the FW-H (Ffowcs Williams and Hawkings) equation are widely used for its numerical efficiency. However, when the surface integral form of FW-H equation is used without volume quadrupole sources, it is known to generate significant non-physical noise in a certain case. Especially, in the case of a flow in which the tip vortex cavitation is formed in the distant downstream direction such as flow driven by an underwater propeller, the accuracy in noise prediction becomes poor unless it is not properly modelled. Therefore, in this study, the nonphysical acoustic waves caused by the surface integral form of FW-H equation is reduced by adding the quadrupole correction term. First, to verify the accuracy of the in-house code of FW-H equation, the noise by an axial fan used in the outdoor unit of air conditioner was calculated and compared with the results of ANSYS Fluent. In order to verify the effects of the quadrupole correction term, the noise prediction for isentropic vortex convection is performed and it is confirmed that the error is reduced by the quadrupole correction term. Finally, the noise prediction is performed for the flow field generated by the Clark-Y hydrofoil in underwater. It is confirmed that the error caused by the cavitation passing through the integral surface can be reduced by the quadrupole correction term.

• Proceedings of the Korean Society of Propulsion Engineers Conference
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• 2003.05a
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• pp.244-245
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• 2003

고체나 액체 추진로켓에 비하여 하이브리드 추진 시스템은 작동조건의 안정성과 안전함등의 많은 장점을 가지고 있다. HTPB와 같은 고체연료는 제작 및 저장, 운송 그리고 장착상의 안정성을 가지고 있으며 하이브리드 로켓의 고체연료로의 산화제의 유입을 제어하면서 추력의 변화와 엔진내부의 연소중단과 재 점화를 용이하게 할 수 있다. 이러한 이유로 인하여 하이브리드 엔진은 좀 더 경제적인 장치로 기대를 모으고 있다. 그러나, 기존의 하이브리드 로켓 엔진은 고체 추진 로켓에 비하여 낮은 연료 regression 율과 연소효율을 가지는 단점이 있다. 이러한 단점을 해결하고 요구되어지는 추력값과 연료유량을 증가시키기 위하여 고체연료의 표면적을 증가시킬 필요가 있다. 기존의 하이브리드 엔진에서는 연료 그레인에 다수의 연소포트를 만들어 표면적을 증가시켰으나 이는 비 활용 공간의 증가와 추진제의 질량 및 체적분율의 상당한 감소를 초래한다. 지난 수십년간에 걸쳐 하이브리드 엔진에서 연료의 regression 특성 및 엔진 성능 향상을 위한 연구가 계속되어 왔으며 최근에 엔진의 체적 규제를 경감시키고 연료의 regression율을 향상시키기 위하여 선회유동을 이용하는 하이브리드 로켓 엔진들이 제안되고 있다. 이러한 선회유동을 가지는 하이브리드 로켓은 고체연료 그레인에 대하여 평행하게 유입되는 기존의 하이브리드 로켓에 비하여 고체연료 벽면에서의 대류열전달이 현저하게 증가하게 되어 아주 높은 고체연료의 regression율을 얻을 수 있는 이점이 있다. 선회유동 하이브리드 로켓의 연소과정은 고체 연료의 열분해과정, 대류 열전달, 난류 혼합, 난류와 화학반응의 상호작용, soot의 생성 및 산화과정, soot 입자 및 연소가스에 의한 복사 열전달, 연소장과 음향장의 상호작용 등의 복잡한 물리적 과정을 포함하고 있다. 이러한 물리적 과정 중 난류연소, 고체연료 벽면 근방에서의 대류 열전달 및 연소과정에서 생성되는 soot 입자로부터의 복사 열전달, 그리고 고체연료 열 분해시 표면반응들은 고체연료의 regression율에 큰 영향을 미친다. 특히 고체연료의 난류화염면의 위치와 폭, 그리고 비 예혼합 난류화염장에서 생성되는 soot의 체적분율의 예측은 난류연소모델, 열전달 모델, 그리고 regression율 모델에 의해 크게 영향을 받기 때문에 수치모델의 예측 능력 향상시키기 위하여 이러한 물리적 과정을 정확히 모델링해야 할 필요가 있다. 특히 vortex hybrid rocket내의 난류연소과정은 아래와 같은 Laminar Flamelet Model에 의해 모델링 하였다. 상세 화학반응 과정을 고려한 혼합분율 공간에서의 화염편의 화학종 및 에너지 보존 방정식은 다음과 같다. 화염편 방정식과 혼합분률과 scalar dissipation rate의 관계식을 이용하여 혼합분률과 scalar dissipation rate에 따른 모든 reactive scalar들을 구하게 된다. 이러한 화염편 방정식들을 mixture fraction space에서 이산화시켜서 얻은 비선형 대수방정식은 TWOPNT(Grcar, 1992)로 계산돼 flamelet Library에 저장되게 된다. 저장된 laminar flamelet library를 이용하여 난류화염장의 열역학 상태량 평균치는 presumed PDF approach에 의해 구해진다. 본 연구에서는 강한 선회유동을 가지는 Hybrid Rocket 연소장내의 난류와 화학반응의 상호작용을 분석하기 위하여 Laminar Flamelet Model, 화학평형모델, 그리고 Eddy Dissipation Model을 이용한 수치해석결과를 체계적으로 비교하였다. 또한 Laminar Flamelet Model과 state-of-art 물리모델들을 이용하여 선회 유동을 갖는 하이브리드 로켓 엔진의 연소 및 Soot 생성 및 산화과정을 살펴보았으며 복사 열전달이 고체 연료 표면의 regression율에 미치는 영향도 살펴보았다. 특히 swirl강도, 산화제의 유입위치 그리고 선회유동의 형성방식이 하이브리드 로켓의 연소특성 및 regression rate에 미치는 영향을 상세히 해석하였다.