• 한국추진공학회:학술대회논문집
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• 한국추진공학회 1999년도 제13회 학술강연논문집
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• pp.32-32
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• 1999

초음속 과소 팽창 제트가 경사진 평판에 충돌을 하게 되면 평판의 표면과 노즐출구에서 팽창된 자유제트(Free jet)와의 상호 간섭으로 인해 매우 복잡한 유동 구조가 형성된다. 예를 들면, 수직평판에서 발생되는 판 충격파(Plate shock)는 경사평판에서는 Upper plate shock, Lower plate shock, Intermediate plate shock과 같이 여러 형태로 발생되어 평판에서의 압력분포에 있어 수직일 경우와 다소 다른 경향을 보여준다. 본 연구의 주요 목적은 평판의 경사각을 변화시킬 때 평판 표면에서의 복잡한 유동 현상을 이해하는데 있다.

• 설비공학논문집
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• 제14권6호
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• pp.441-449
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• 2002

Single-phase convection and partial nucleate boiling in free-surface and submerged jet impingements of subcooled water ejected through a 2-mm-diameter circular pipe nozzle were investigated by local measurements. Effects of jet velocity and nozzle-to-imping-ing surface distance as well as heat flux on distributions of wall temperature and heat transfer coefficients were considered. Incipience of boiling began from far downstream in contrast with the cases of the planar water jets of high Reynolds numbers. Heat flux increase and velocity decrease reduced the temperature difference between stagnation and far downstream regions with the increasing influence of boiling in partial boiling regime. The chance in nozzle-to-impinging surface distance from H/d=1 to 12 had a significant effect on heat transfer around the stagnation point of the submerged jet, but not for the free-surface jet. The submerged jet provided the lower cooling performance than the free-surface jet due to the entrainment of the pool fluid of which temperature increased.

• 한국추진공학회:학술대회논문집
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• 한국추진공학회 2005년도 제24회 춘계학술대회논문집
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• pp.329-333
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• 2005

고속의 자유 제트 및 표면 충돌시 나타나는 벽제트 내에서의 총온도 분포가 측정되어졌다. 자유제트에서는 노즐 출구로부터 측정거리를 달리하며(Z/D=1,2,4,6) 외기를 포함하여 총온도 분포가 측정되었으며, 제트와 외기간 전단층에서의 에너지 분리현상을 확인하였다. 벽제트 영역에서는 충돌거리가 짧은 경우에 대하여 반경위치를 달리하며(R/D=1.25, 1.5, 1.75, 2.0) 총온도 분포를 측정하여 벽제트 경계 및 벽근방에서의 에너지 분리현상을 확인하였으며, 단열벽면온도 분포와 이를 비교$\cdot$검토하여 설명하였다.

• 한국항공우주학회지
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• 제31권7호
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• pp.26-31
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• 2003

수직 이착륙기나 로켓 등을 발사시킬 때 사용되는 제트 편향기 설계를 위한 기초 자료를 얻기 위해 축대칭 원뿔에 충돌하는 초음속 제트에 대한 연구를 수행하였다. 본 논문에서는 충격파 간섭 또는 전단층에 의한 박리 등과 같은 유동 현상을 분석하기 위해 쉬리렌 장치를 이용한 유동가시화, 표면압력분포 등을 측정하였으며, 수치해석을 통해 실험결과와 비교, 검증하였다. 유동은 원뿔 충격파와 배럴 충격파 사이에서 간섭으로 인해 발생되는 충격파 패턴이었으며, 자유제트의 구조에 따라 다양한 형상을 나타내며 표면 압력분포에 크게 영향을 미친다.

• 설비공학논문집
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• 제17권8호
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• pp.714-721
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• 2005

The water jet impingement cooling with boiling is one of the techniques to remove heat from high heat flux equipments. The configuration of surface roughness is one obvious condition of affecting the performance on heat transfer in nucleate boiling, The present study investigates the water jet impinging single-phase convection and nucleate boiling heat transfer for the effect of surface roughness to enhance the heat transfer in free surface and submerged jet. The distributions of the averaged wall temperature as well as the boiling curves are discussed. Jet velocities are varied from 0.65 to 1.7 m/s. Surface roughness by sand blast and sand paper varies from 0.3 to 2.51 ${\mu}m$ and cavity shapes on surface are semi-circle and v-shape, respectively The results showed that higher velocity of the jet caused the boiling incipience to be delayed more. The incipient boiling and heat transfer increase with increasing surface roughness due to a large number of cavities of uniform size.

• 한국추진공학회지
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• 제8권1호
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• pp.8-15
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• 2004

제트 편향기 설계를 위한 기초 자료로 활용하기 위해 꼭지각 $60^{\cire}$인 쐐기에 충돌하는 초음속 제트에 대해 연구하였다. 초음속 제트가 쐐기에 충돌할 때 발생되는 주요 특징은 충격파 간섭과 유동의 박리현상이다. 초음속 유동장치를 이용하여 유동가시화, 표면압력분포, 등압력분포를 측정하고 실험결과와의 비교 및 검증을 위해 유동해석을 하였다 주요변수로는 과소팽창비, 노즐출구에서 꼭지점까지 거리, 설계마하수를 고려하였다. 쐐기 충격파가 이격 또는 부착되는 조건을 확인하였으며 유동장에 지배적 영향을 끼치는 인자는 자유제트의 강도, 쐐기 충격파와 배럴 충격파의 간섭에 의해 형성되는 충격파 패턴임을 알 수 있었다.

• 한국추진공학회지
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• 제3권4호
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• pp.67-74
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• 1999

고체 물체 표면이나 지표면에 초음속 제트가 충돌할 때 발생되는 문제들은 다단 로켓의 분리, 우주공간에서의 도킹, 수직 이/착륙기, 제트 엔진의 배기가스, 가스터빈 블레이드, 지상 로켓 발사 등의 다양한 상황에서 일어나며 이러한 충돌제트의 유동은 아음속과 초음속 혼합영역, 충격파가 교차하는 영역, 팽창파, 난류 전단층 등의 매우 복잡한 구조를 이루고 있는 것으로 알려져 있다. 본 연구에서는 출구마하수 2, 축소-확대형 초음속 노즐을 통해 과소 팽창된 제트가 수직, 경사평판에 부딪힐 때 형성되는 표면압력분포 및 유동가시화 등을 초음속 유동시험장치를 이용하여 연구하였다. 평판에서의 최대압력은 수직일 경우보다 경사졌을 때 훨씬 더 컸으며, 이는 여러 충격파를 통한 압력 회복 때문이다. 또한, 평판이 자유제트의 첫 번째 충격파 셀 내에 위치할 때 과소 팽창비에 따른 표면압력분포는 서로 유사한 경향을 보여주었다.

• 한국전산유체공학회:학술대회논문집
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• 한국전산유체공학회 2009년 춘계학술대회논문집
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• pp.321-328
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• 2009

Free surface impinging jet on a moving plate, which is applicable to cooling of hot metals in a steel-making process, is investigated numerically by solving the Navier-Stokes equations in the liquid and gas phases. The free surface of liquid-gas interface is tracked by a level-set method which is improved by incorporating the ghost fluid approach based on a sharp-interface representation. The method is further improved by employing a nonequilibrium $\kappa-\varepsilon$ turbulence model including the effect of low Reynolds number. The computations are made to investigate the effects of the nozzle pitch, moving velocity of plate and jet velocity on the interfacial motion and the associated flow and temperature fields.

• 한국항공우주학회지
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• 제33권4호
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• pp.79-84
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• 2005

평판 표면에 충돌하는 축대칭, 과소팽창 제트에 대한 실험적 연구가 수행되어졌으며, 벽압력 및 단열 벽온도 분포가 자세히 측정되어졌다. 벽온도 분포 결과에 대한 설명을 위하여 자유제트 내에서의 전온도 값을 전온도 탐침을 사용하여 측정하였다. 본 연구에서 실험 변수로는 과소팽창비와 노즐-평판간 거리가 고려되었다. 노즐-평판 간 거리에 따라 제트 경계 및 충돌면에서의 에너지 박리에 의해 서로 다른 형태의 단열 벽온도 분포가 나타났으며, 과소팽창비가 큰 경우, 중심영역에서의 저온 유체 입자의 고립효과로 정체점의 회복계수가 크게 낮아지는 현상 또한 관찰되었다.

• 대한기계학회논문집B
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• 제29권7호
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• pp.878-885
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• 2005

The water jet impingement cooling is one of the techniques to remove the heat from high heat flux equipments. Local heat transfer of the confined water impinging jet and the effect of nozzle collar to enhance the heat transfer are investigated in the fee surface jet and submerged jet. Boiling is initiated from the farthest downstream and increase of the wall temperature is reduced with developing boiling, forming the flat temperature distributions. The reduction in the nozzle-to-surface distance fur H/W$\le$1 causes significant increases and distribution changes of heat transfer. Developed boiling reduces the differences of heat transfer for various conditions. The nozzle collar is employed at the nozzle exit. The distances from heated surface to nozzle collar, Hc are 0.25W, 0.5W and 1.0W. The liquid film thickness is reduced and the velocity of wall jet increases as decreased spacing of collar to heated surface. Heat transfer is enhanced fur region from the stagnation to x/W$\~$8 in the free surface jet and to x/W$\~$5 in the submerged jet. For nucleate boiling region of further downstream, the heat transfer by the nozzle collar is decreased in submerged jet comparing with higher velocity condition. It is because the increased velocity by collar is de-accelerated downstream.