• Proceedings of the Korean Society of Propulsion Engineers Conference
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• 1997.04a
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• pp.63-72
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• 1997

본 논문은 분사제트 주위에 형성되는 와류를 조절하여 제트를 제어하기 위하여 유동가시화, 속도분포 및 난류성분을 측정하는 실험을 수행하였다. 와류를 조절하기 위한 방법으로 제트노즐 주위에 환형관을 설치하여 환형관으로부터 2차제트를 분사 또는 흡입함으로써 제트주위에 형성되는 전단류를 변화시켰다. 2차제트 분사시 주제트 주위에 형성되는 와류의 발달을 억제함으로써 제트 포텐셜코어의 길이가 아주 길어지는 제트유동을 얻을 수 있었다. 환형관으로부터 주제트주위의 유체를 흡입하는 경우 제트주위의 전단류가 흡입비 R=1.3∼l.65에서 대류불안정성에서 절대불안정성으로 바뀜으로써 형성된 와류가 하류에서 제트중심부까지 발전, 결합되는 것을 방지하여 더 긴포텐셜코어와 중심에서 낮은 난류강도를 얻었다. 위의 결과는 환형관 주위에 부착한 깃의 높이 변화에 따라서 변화하였는데, 이것은 깃이 환형관을 통한 흡입유동의 유로역할을 함으로써 제트밖으로부터 흡입되는 것을 방지할 수 있었다. 분사제트 벡터링을 위하여 제트노즐 주위의 환형관을 이등분하여 한쪽으로만 제트주위의 유동을 흡입함으로써 제트주위에 다른 전단류를 형성함과 동시에 Coanda효과를 이용하여 분사제트를 편향시켰다. 편향되는 정도 및 난류성분은 홉입속도 비에 따라서 크게 바뀌었다.

• Proceedings of the Korean Society of Propulsion Engineers Conference
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• 2003.10a
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• pp.253-256
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• 2003

The engine core of a 65hp-turboshaft engine for UAV is developed and modified into a 55lbf-turbojet engine. Since the core engine is installed with a propelling nozzle, which has the same mass flow characteristics as the power generator of the turboshaft engine its mechanical and aerodynamic characteristics are basically the same as those of the complete engine. Engine output is not shaft power but thrust force that is easier to measure. The core engine is very useful for core test purpose. Besides, the core engine itself can be directly used for propulsion of small air vehicles.

• Proceedings of the Korean Society of Propulsion Engineers Conference
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• 1997.11a
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• pp.8-9
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• 1997

산업의 발달과 환경에 대한 관심이 높아짐에 따라 고효율, 저공해인 가스터빈의 응용범위가 넓어지고 있는 추세이다. 가스터빈 기관의 효율을 높이기 위해서는 터빈 입구온도를 높이는 것이 필수적인데 이는 재질에 의해 제한 받게 되고 이 때문에 효과적인 냉각방법의 필요성이 대두되었다 충돌제트는 국소적으로 높은 열/물질 전달 효과를 얻을 수 있어서 터빈 블레이드 냉각과 연소기 벽면 냉각에 효과적으로 응용 될 수 있다. 이러한 충돌제트의 냉각효과는 제트출구의 초기조건에 매우 민감한데 Kelvin-Helmholts 불안정은 불안정한 자유전단층에서 자연적인 와류생성(roll up)과 개개의 와류고리 형성의 원인이 되고 이 고리의 성장과 병합(pairing)은 제트의 유동특성에 상당히 영향을 미친다. 제트주위에 생성되는 이러한 와류에 의해 제트중심에서 속도와 난류강도가 변하게 된다. 이러한 제트초기의 불안정성은 하류에서의 와류성장에 영향을 끼치기 때문에 와류의 조절에 의한 충돌 면에의 열 전달 효과 상승을 기대할 수 있다. 이 조절방법은 크게 두 가지로 나눌 수 있는데 하나는 제트주의 환형관에 이차유동을 가하여 와류를 직접 제어함으로써 자유전단류(free shear layer flow)의 안정성 원리를 이용하여 열 전달을 촉진하는 것이고 다른 하나는 음향여기(acoustic exitation)를 사용하여 제트주위의 와류형성을 조절하는 것인데, 자연적으로 형성되는 와류의 주파수(와류의 고유주파수)나 부조화 주파수(subharmonic)로 음향여기 시키는 경우 제트 주위 와류는 더욱 증폭되고 그렇지 않은 경우 제트주위 와류의 형성이 억제되어 더 긴 제트코어의 길이 및 제트코어 주위에서 작은 크기의 와류들이 형성된다.

• Proceedings of the Korean Society of Propulsion Engineers Conference
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• 2002.04a
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• pp.44-45
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• 2002

일반적으로 노즐이나 오리피스로부터 방출되는 초음속 단일 자유제트 유동의 경우, 제트내부에서 발생하는 충격파 시스템이나, 제트경계의 형상 그리고 제트코어의 길이 및 초음속 영역의 길이 등은 종래의 연구로부터 비교적 잘 알려져 있다. 이들 연구에 의하면, 제트의 압력비가 어느 정도 증가하게 되면, 노즐 하류에서 제트내부에는 마하 디스크가 발생하게 되며, 제트유동은 압축과 팽창을 반복하는 구조로 된다. 또 노즐 출구로부터 마하 디스크까지의 거리와 마하 디스크의 직경 등은 노즐의 압력비의 함수로 주어진다고 알려져 있다.

• Journal of the Korean Society of Propulsion Engineers
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• v.1 no.1
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• pp.33-45
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• 1997

Axisymmetric shear layers around a free jet is forced by co-flowing and counter-flowing secondary jets from/to an annular tube around the jet nozzle. The jet potential core extends far downstream with co-flowing secondary jets due to inhibited vortex developing and pairing. For counter-flowing cases, the axisymmetric shear layer around the jet transits from convective instability to absolute instability for velocity ratios R＝1.3～l.65 for the uniform velocity jets. Consequently, the jet potential core length increases and the turbulence level in the jet core is reduced significantly. The jets are controlled better with extension collars attached to the outer nozzle exit because the annular secondary flow is guided well by the extension collars. For the vectoring of jet, the annular tube around the jet is divided in two parts and the only one part is used for suction. The half suction makes the different shear layer around the jet and vectoring the jet by Coanda effect. The vectoring and turbulent components are varied significantly by the suction ratio. The experiments are carried out to investigate the characteristics of forced free jets using flow visualization, velocity and turbulence measurements.

• Proceedings of the Korean Society of Propulsion Engineers Conference
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• 2000.11a
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• pp.37-37
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• 2000

일반적으로 노즐 입구의 압력과 배압의 비가 어떤 임계값보다 큰 경우에 축소확대 노즐을 통하는 유동은 노즐목에서 초크하며, 노즐출구에서는 용이하게 초음속으로 된다. 노즐을 통하여 초음속으로 방출되는 제트유동에 관해서는 현재까지 많은 연구가 수행되었다. 이들 연구에 의하면 노즐 압력 비에 따라 노즐출구에서의 유동상태(즉 과팽창, 적정팽창, 부족팽창상태)가 결정되며, 노즐출구로부터 하류의 초음속 제트유동에서 발생하는 충격파 구조 및 위치, 제트경계의 구조 그리고 제트의 코어 등 유동의 기구가 비교적 상세하게 알려져 있다.(중략)

• Journal of the Korean Society for Aeronautical & Space Sciences
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• v.36 no.8
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• pp.774-779
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• 2008

An experimental study on the micro-supersonic jet flow fields has been carried out. A sonic nozzle of 440 ${\mu}m$-exit diameter and a Laval nozzle of 800 ${\mu}m$ exit diameter with the nozzle exit Mach number 2.0 were fabricated by stretching a micro Pyrex glass tube for the present experiments. Schlieren flow visualization and Pitot pressure distribution of the jet flow field were obtained. Representative characteristics of the jet flow fields such as, supersonic length, jet core length, similarity of the velocity field, and jet spreading rates, have been observed. All the results were compared to previous observations of larger supersonic jets of higher Reynolds numbers, and it was found that overall characteristics of the micro supersonic jet are qualitatively similar as those of the higher Reynolds number jets, except the jet core length and the jet spreading rate.

• Journal of the Korean Society of Propulsion Engineers
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• v.1 no.2
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• pp.32-40
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• 1997

The velocity and turbulent intensity of the jet core are affected by the vortices around jet. By the control of vortex acoustically, we can expect the changes of the flow and heat transfer characteristics of free and impinging jets. On this paper, we studied the effects of vortex forcing. If vortex pairings are promoted by acoustic excitation, the turbulent intensity is increased and the high heat transfer coefficients are obtained at the small nozzle to plate distance. On the other hand, it has low turbulent intensity at the center of jet. However due to increase of potential core length, it is more effective at the large nozzle to plate distance. Therefore the excited frequency, especially its subharmonic frequency, has an important role to control the jet flows.

• Proceedings of the KSME Conference
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• 2001.06e
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• pp.323-328
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• 2001

Supersonic coaxial, axisymmetric, jets issuing from various kinds of dual coaxial nozzles were experimentally investigated. Four different kinds of coaxial, dual nozzles were employed to characterize the major features of the supersonic, coaxial, dual jets. Two convergent-divergent supersonic nozzles with an impinging angle in the jet axis of the annular jets were designed to have the Mach number 2.0 and used to compare the coaxial jet flows with those discharging from two sonic nozzles. The primary pressure ratio was changed in the range from 4.0 to 10.0 and the assistant jet ratio from 1.0 to 4.0. The results obtained show that the assistant jets from the annular nozzle affect the coaxial jet flows and an increase of both the primary jet pressure ratio and assistant jet pressure ratio produces longer supersonic length of the dual, coaxial jet.

• Proceedings of the KSME Conference
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• 2002.08a
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• pp.127-130
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• 2002

Supersonic jet flow has been applied to many various industrial applications of manufacturing fields. Such a supersonic jet is generally classified by three flow patterns, depending on the flow state at nozzle exit, that is, under-, correctly- and over-expanded flows. Of these three flows, the correctly-expanded supersonic jet is most frequently used since it provides a maximum performance of a flow device. However detailed information on what conditions are the Jet correctly expanded at the exit of nozzle is not well known. In the current study, computations are applied to the axisymmetric, compressible, Navier-Stokes equations. The design Mach number used are 2.0,1.2 and 2.6. The computational results obtained are compared with the previous experimental ones. A theoretical analysis is conducted to predict the major features of the correctly-expanded jet. The results show that the jet core length is increased as Mach number is increased.