• Proceedings of the Korean Society of Propulsion Engineers Conference
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• 1999.04a
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• pp.11-11
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• 1999

액체 램제트 연소기는 흡입공기와 분무, 혼합 그리고 이에 따른 연소 등 일련의 과정에 따라 다수의 복잡한 현상들이 상호 밀접하게 관련되어 있다. 본 연구에서는 액체 램제트 연소기내의 유동특성을 파악하기 위해서 2차원 및 3차원 연소기 형상에 대해서 수치적 실험을 수행하였으며, 격자구성은 연소기에 공기를 공급하고 연료를 분무하는 공기 유입관 영역과 연소실 영역, 그리고 출구 대기 영역으로 나누어 독자적으로 격자를 생성시켰다. 2차원과 3차원 유동해석을 비교하였고 분무모델의 적용에 따른 연소특성 및 분사위치에 따른 연소특성을 비교하였다. 유동해석 결과 2차원과 3차원의 유동특성은 달랐으며, 분무모델을 적용해야 정확한 연소 유동 현상을 예측할 수 있음을 알 수 있었다. 그리고 유입관의 안쪽에 연료의 분사위치를 준 경우가 연소의 안정화에 필요한 재순환영역으로의 연료의 혼합이 잘 되어 유입관 바깥쪽에 연료를 분사시키는 것보다 좋은 분사위치임을 알 수 있었다.

• Journal of the Korean Society for Aeronautical & Space Sciences
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• v.30 no.1
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• pp.95-104
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• 2002

A two color PIV technique has been developed for visualization of complex and high speed flow in a ramjet combustor. Two color PIV has the advantages that velocity distribytions in high speed flowfields can be measured simply by varying the time interval between two different laser beams and a directional ambiguity problem can be solved by color separation, and then a singnal-to-noise ratio can be increased through nearly perfect cross-correlation. As a basic research of the ramjet engine, a 2-D shaped combustor with two symmetric air intakes has been manufactured and an experimental study has been conducted using a two color PIV technique. The flow characteristics such as recirculation zones and two intake air mixing have been investigated varying inlet angles and dome heights. It is found that the size and air mass ratio of reciculation zones are affected mainly by an inlet angle, but not much by a dome height.

• Journal of the Korean Society of Propulsion Engineers
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• v.11 no.1
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• pp.51-56
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• 2007

Flow characteristics in a liquid fuel ramjet combustor were investigated using the PIV method. The combustor has two rectangular inlets that form a $90^{\circ}$ angle each other. Three cases of test combustors are made in which those inlet angles are $30^{\circ},\;45^{\circ}\;and\;60^{\circ}$. The experiments were performed in a water tunnel test with the same Reynolds number as Mach 0.3 at the inlet. PIV software was developed to measure the characteristics of the flow field in the combustor. A large and complex recirculating flow was measured in the dome area with 4 different dome size. Experimental results shows that 1/3 dome size of combustor diameter is suitable and smaller inlet angle provide large recirculation flow at the dome of combustor as a frame holder in this experimental ranges but need to consider secondary recirculation flow in a junction region to optimize the configuration of ramjet combustor.

• Proceedings of the Korean Society of Propulsion Engineers Conference
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• 2000.11a
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• pp.15-15
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• 2000

두 개의 사각형 유입구가 $90^{\cire}$의 각도를 이루고 있는 액체 램제트 엔진의 연소실 형상을 최적화하기 위해서 수조를 이용한 연소실 유동 계측 실험을 수행하였다. 공기 유입구의 연소실 유입 각도는 $30^{\cire}$, $45^{\cire}$ 및 $60^{\cire}$인 세 가지 형상의 연소실 모형을 제작하였으며, 각각의 유입 각도에 대하여 연소실 재순환 영역의 크기를 5가지로 변화시킬 수 있도록 모형을 제작하였다. 그리고 연소실의 배면은 돔의 형태로 하여 재순환이 잘 이루어지도록 모형을 제작하였으며, 유입구에서 연소실로 들어가는 유동의 안정화를 위해 안내깃을 세 개 설치하여 실험하였다.(중략)

• Proceedings of the Korean Society of Propulsion Engineers Conference
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• 2002.04a
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• pp.61-61
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• 2002

스크램 제트 엔진의 설계에서 초음속으로 유입된 공기의 짧은 잔류시간으로 인한 연료-공기의 혼합은 가장 중요하며 해결하기 힘든 문제이다. 전헝적인 비행 조건에서 흡입 공기가 극초음속 비행기 엔진 내에서 잔류하는 시간의 단위는 1 ms 정도이어서 짧은 시간 동안 연료와 공기는 효율적으로 혼합되어야 하며, 최대의 추진력을 얻기 위하여 과도한 공력저항없이 연소 가능한 연료-공기 혼합기를 생성시킬 수 있는 효율적인 연료-공기의 혼합 방법이 요구된다. 현재까지 가장 많이 연구되어 온 혼합 방법은 엔진 입구로 들어오는 공기 유동에 수직 방향으로 연료를 분사하는 것으로 이 방법은 연료 유동 방향과 공기 유동 방향이 수직이기 때문에 추력 손실이 생기는 단점을 갖고 있지만, 초음속으로 유입되는 공기에 수직으로 연료를 분사하게되면 분사 위치 앞에 궁형 충격파가 생겨서 감속되어 유동이 회전하는 재순환영역이 생기고 연료의 혼합이 잘 이루어지는 장점이 있다.

• Journal of the Korean Society of Propulsion Engineers
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• v.3 no.2
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• pp.18-24
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• 1999

Liquid ramjet combustor is closely connected with complex phenomena due to a series of processes such as intake air, spray, mixing, and combustion. The present numerical experiments were peformed to investigate these flow characteristics for two and three dimensional liquid ramjet combustor. Grid system was made with three domains: intake region where air is supplied and fuel is injected, combustor and nozzle region, and exit atmosphere region. The numerical results showed that two and three dimensional flow patterns in recirculation region of combustor were significantly different each other and spray model was necessary to predict correctly the chemical reaction flow characteristics. Numerically examined for two different location of fuel injector, one is located on the bottom position of curved intake and the other is located on the top position. We found that bottom position of fuel injector is better than top position because fuel influx to the recirculation region which is need to sustain chemical reaction is more than the latter.

• Proceedings of the Korean Society of Propulsion Engineers Conference
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• 1998.04a
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• pp.10-10
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• 1998

본 연구에서는 제트 추진 기관의 터빈 익렬에서의 유동과 대기 중에 부유되어 있는 입자 또는 연소 생성물들이 제트엔진 내부로 유입될 경우 이에 따른 압축기 및 터빈 날개의 마모 및 충돌 부위를 예측하기 위하여 수치해석을 수행하였다. 일반적으로 각종 항공기의 추진 기관용 가스 터빈 엔진은 대기중에 부유되어 있는 각종 입자들의 영향을 받게 된다. 특히, 확산 지역을 통과하는 항공기나 먼지 입자 부유물이 많은 공업지대 또는 사막지역을 비행하는 항공기의 경우는 모래 알갱이, 먼지 및 연소 입자의 직접적인 영향을 받아 각 요소들에 심각한 부식 및 마모가 발생됨으로써 성능 저하 및 냉각 통로의 막힘, 압축기와 터빈 날개의 손상 등이 예측되어진다. 특히 항공기용 추진 기관은 엔진 입구에 유입 공기를 정화하기 위한 여과장치의 설치가 불가능하며, 자동차용 가스터빈 엔진의 경우는 여과 장치를 부착하여도 미세한 입자들이 여과 장치에 여과되지 않고 엔진 내부로 침투하게 되므로 치명적인 손상이 예상된다. 이러한 손상들은 초기에는 미세하게 발생하지만, 손상 정도가 점점 누적됨에 따라서 항공기의 안전 운전에 심각한 위험 요소로서 작용할 수 있으며, 경제적으로도 기관의 유지 보수비용의 증가를 가져올 수 있다. 따라서 압축기에 화산재 또는 대기중에 부유되어 있는 금속 입자나 먼지입자 등이 유입되었을 경우, 압축기 날개의 손상 부위와 정도를 예측하는 것이 필요하다. 따라서 본 연구에서는 Lagangian방법을 적용하여 압축기 날개위의 부유 입자 충돌 부위를 예측하고, 설계 시 이를 보완할 수 있는 기준을 제시하였다. 아울러 설계 입구각과 크게 벗어난 유동의 유입시에 발생되는 박리 현상과 이에 따른 입자의 유동 및 날개의 입자 접착 부위를 예측하였다. 본 연구에서는 여러 크기의 입자(다양한 Stokes 수)들을 주어진 속도에서 유선을 따라 압축기 입구에서 압축기 유로로 여러 위치에서 부유 시켜서 그 입자들의 궤적 및 충돌, 점착 위지를 고찰하고, 정량적인 충돌량을 해석하기 위하여 입자 충돌 계수를 정의하여 압축기 날개 표면의 충돌특성을 알아보았다. 이러한 예측을 통하여 압축기 날개 표면의 충돌 부위를 예측하고, 날개의 표면을 코팅하는 등 보호 개선책을 제시할 수 있고, 연소의 반응물 입자가 터빈 날개에 충돌하여 발생되는 날개 표면의 파손, 냉각 홀의 막임, 연소 입자의 점착 부위 등을 예측하여 보완책을 준비할 수 있도록 하였다.

• Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers B
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• v.20 no.7
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• pp.2386-2396
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• 1996

A numerical simulation has been performed for isothermal and reacting flows in an exisymmetric, bluff-body research combustor. The present formulation is based on the density-weighted averaged Navier-Stokes equations together with a k-epsilon. turbulence model and a modified eddy-breakup combustion model. The PISO algorithm is employed for solution of thel Navier-Stokes system. Comparison between measurements and predictions are made for a centerline axial velocities, location of stagnation points, strength of recirculation zone, and temperature profile. Even though the numerical simulation gives acceptable agreement with experimental data in many respects, the present model is defictient in predicting the recoveryt rate of a central near-wake region, the non-isotropic turbulence effects, and variation of turbulent Schmidt number. Several possible explanations for these discrepancies have been discussed.

• Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers B
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• v.33 no.2
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• pp.69-78
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• 2009

Cavitating flow simulation is of practical importance for many hydraulic engineering systems, such as pump, turbine, nozzle, injector, etc. In the present work, a solver for cavitating flow has been developed and applied to simulate the flows past axisymmetric cylinders. Governing equations are the two-phase Navier-Stokes equations, comprised of continuity equation of liquid and vapor phase. The momentum equation is in the mixture phase. The solver employed an implicit, dual time, preconditioned algorithm in curvilinear coordinates. Computations were carried out for three axisymmetric cylinders: hemispherical, ogive, and caliber-0 forebody shape. Then, the present calculations were compared with experiments and other numerical results to validate the present solver. Also, the code has shown its capability to accurately simulate the re-entrant jet phenomena and ventilated cavitation. Hence, it has been found that the present numerical code has successfully accounted for cavitating flows past axisymmetric cylinders.

• Journal of the Korean Society of Propulsion Engineers
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• v.2 no.2
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• pp.14-23
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• 1998

The present study investigates numerically particle laden flow through compressor cascade. In general, a lot of turbine engines are affected by various particles which are suspending in the atmosphere. Especially in the case of aircraft aviating in volcanic, industrial and desert region including many particles, each components of engine system are damaged severely. That damage modes are erosion of compressor binding and rotor path components, partial or total blockage of cooling passage and engine control system degradation.. Initial damages can not be serious but cumulation of damages influences on safety of aircraft control and economical maintenance cost of engine system can be increased. When dust, materials and volcanic particles in the atmosphere flow in the compressor, it is necessary to predict damaged and deposited region of compressor blades. To the various flow inlet angle, predictions of particles trajectory in compressor cascade by Lagrangian method are presented and impulses by impaction of particles at blade surface are calculated. By the definition of particle deposition efficiency, characteristics of particles impact are considered quantitatively. With these prediction and experimental data, erosion rates are predicted for two materials - ceramic, soft metal - on compressor blade surface. Improvements like coating of blade surface could be found, by above prediction.