• Title/Summary/Keyword: 최적노즐

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Molecular Dynamics Simulation to compare Turbine Rotational Power based on Nozzle Shapes (노즐 형상에 따른 터빈 축동력 형성 비교를 위한 분자동력학 시뮬레이션)

  • Kim, Su-Hee
    • The Journal of the Korea institute of electronic communication sciences
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    • v.14 no.2
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    • pp.425-432
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    • 2019
  • Molecular dynamics simulations were carried out to analyze the impact on turbine rotational power based on nozzle shapes. y varying two parameters, turbine rotational velocity w and initial velocities ($V_x,V_y$) for generating molecules, turbine rotation velocities of molecules in turbine entrance arc region and turbine exit arc region were calculated. Average momentums were calculated over two regions, respectively and the differences (AMD) were compared and analyzed. The optimal range of w values to enhance AMD was investigated over 4 different nozzle shapes used, and an excellent nozzle shape to achieve more turbine rotational power was drawn.

Involute 구조물의 구조해석

  • 김유준;김형근;황태경;도영대
    • Proceedings of the Korean Society of Propulsion Engineers Conference
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    • 1999.10a
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    • pp.22-22
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    • 1999
  • 로켓의 노즐의 확대부와 같은 내열특성 증진이 필요한 곳에 주로 적용되어온 Involute 구조는 얇은 두께의 fabric 프리 프레그룰 일정한 패턴에 맞추어 재단한 후 적층하여 제작되어진다. 이렇게 제작된 노즐 확대부와 같은 구조물은 내삭마 및 구조 특성이 향상되고, 적층 및 성형 중 발생하는 링클과 보이드도 많이 예방할 수 있는 장점을 가진 것으로 알려져 있다. 이와 같은 장점 때문에 60년대부터 제작되어 노즐 확대부에 적용되어온 Involute 구조는 기하학적 복잡성으로 인해서 본질적으로 구조물의 비등방성 및 비균질성을 수반하게 되며, 이에 따른 열 및 구조해석의 어려움이 존재하게 된다. 70년대 Pagano에 의해서 그 기하학적복잡성이 수학적으로 규명되기 시작하여 80년대 가장 활발한 구조해석이 수행되어 노즐의 설계에 적용되었으며, 90년대 들어와서는 비선형 해석 및 최적설계 기법을 도입한 Involute 구조물의 기하학적 형상 및 구조적 최적화가 진행되고 있다. 하지만 국내에서는 아직까지 Involute 구조의 구조해석이 생소한 분야로서, 앞에서 언급한 일련의 진행 과정과 특징 등을 요약 및 정리할 필요가 있다 따라서, 본 발표는 비등방성 및 비균질성의 Involute 구조물에 대한 구조해석 기법들을 파악하고 그 적용 방법을 생각해 보고자 한다.

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Heavy Oil Combustion Characteristics of the Hot Water Boiler System fueled by Rice Husk and Heavy Oil (왕겨와 중유연료를 겸용으로 이용하는 온수보일러 시스템에서 중유 연소특성)

  • 박승제;김동선
    • Proceedings of the Korean Society for Agricultural Machinery Conference
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    • 2002.02a
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    • pp.217-222
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    • 2002
  • 본 연구에서는 가연성 폐기물을 이용한 시설원예 난방에너지 공급시스템 개발을 위하여 대형 온실 난방이나 RPC 시설에 이용할 수 있는 왕겨와 중유 겸용연소 시스템에서 중유의 연소 및 성능 특성을 분석하고자 하였다. 중요 인자로는 분사노즐의 크기(2.0, 2.25, 2.5, 3.0 GPH)와 진공압력(375, 500, 625, 750 Pa)을 설정하였으며 이에 대한 결과를 요약하면 다음과 같다. 1.진공압력 500Pa조건에서 연료 공급율이 증가할수록 연소실 벽체 열교환기 효율은 감소하고 폐열회수 열교환기와 사이클론 열교환기의 효율이 증가하였으며, 노즐 2.5GPH에서 진공압력이 커질수록 연소실 하부의 온도가 감소하였고 연소실 상부에서는 비슷한 경향을 보였다. 2, 연소온도특성, 열효율, 배기가스 성분분석 등의 결과로 볼 때 최적의 연소 조건은 노즐 2.5GPH는 진공압력 375Pa, 노즐3.0GPH는 진공압력 500Pa과 625Pa 사이로 판단되었다. 3. 배연가스내의 대기오염 성분은 모든 실험처리에서 CO 함량은 거의 없고 SO$_2$와 NO$_{x}$의 함량 또한 일반 보일러 허용기준을 만족하는 것으로 나타났다.

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A Study on Propulsion Performance of Underwater Ram-Jet with Optimized Nozzle Configuration (최적 노즐형상을 갖는 수중램제트의 추진성능에 관한 연구)

  • Kang, H.K.;Kim, Y.T.;Lee, Y.H.
    • Journal of the Society of Naval Architects of Korea
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    • v.34 no.4
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    • pp.42-52
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    • 1997
  • The basic principle of underwater ram-jet as a unique marine propulsion concept showing vary high cruise speed range(e. g. 80-100 knots) is the thrust production by the transfer of the potential energy of compressed gas to the operating liquid through kinetic mixing process. This paper is aimed to investigate the propulsive efficiency of the nozzle flow in underwater ram-jet at the speed of 80 knots for the buried type vessel. The basic assumption of the theoretical analysis is that mixture of water and air can be treated as incompressible gas. For an optimized nozzle configuration obtained from the performance analysis, preliminary data for performance evaluation are obtained and effects of nozzle inner wall friction, ambient temperature, ambient pressure, water density, gas velocity, bubble radius, flow velocity, diffuser area ratio, mass flow ratio and water velocity gradient are investigated.

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Study on Performance Evaluation of Mixing Section of Ejector using CFD simulation (CFD 시뮬레이션을 이용한 이젝터 혼합실 형상에 따른 성능 평가에 관한 연구)

  • Sin, Won-Hyeop;Kim, Min-Woo;Park, Young-Chul
    • Journal of the Korea Academia-Industrial cooperation Society
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    • v.15 no.5
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    • pp.2610-2616
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    • 2014
  • An ejector is a kind of pump which is using pressure energy of high pressure fluid. This study aims to investigate performance influencing according to change the ejector mixing section shape using CFD simulation by Finite Volume Method. Optimum conditions were suggested 3 kind of variable such as nozzle diameter, nozzle length, distance from nozzle tip to the diffuser inlet. The results, It was confirmed that the diameter of the nozzle was the greatest effect in performance of the ejector. The diameter of the nozzle get smaller, mixing ratio was increased. On the other hand, nozzle length, distance from nozzle tip to the diffuser inlet had little effect on performance. It was proposed specific Mixing section, Nozzel diameter 23.8mm using the Artificial Neural Network.

Effect of DVI Nozzle Location on the Thermal Mixing in the RVDC (DVI 노즐 위치가 원자로 하향유로내의 냉각수 열적혼합에 미치는 영향 분석)

  • Kang Hyung Seok;Cho Bong Hyun;Kim Hwan Yeol;Yoon Juhyeon;Bae Yoon Yeong
    • Journal of computational fluids engineering
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    • v.3 no.1
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    • pp.89-99
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    • 1998
  • 한국형 차세대원자로에서는 비상노심 안전주입수가 저온관을 통하지 않고 원자로용기에 직접 주입된다. 원자로용기의 가압열충격과 열수력적 관점에서 최적의 노즐위치를 결정하기 위해서 전산유체역학을 활용하였다. 상용 전산유체코드인 CFX를 이용하여 원자로 하향유로를 모사하는 해석대상 격자를 다중불록으로 형성한 다음 유동장을 비압축성 Navier-Stokes 운동량 방정식, 에너지 방정식과 표준 k-ε 난류모형 등으로 모형화하여 3차원 비정상상태 계산을 수행하였다. CFX에서는 경계 밀착좌표계, 비엇물림격자와 SIMPLE 알고리즘을 사용한다. 본 연구결과 원자로용기의 가압열충격 관점에서 가장 보수적인 사고인 증기관 파단사고시에도 열적혼합이 잘 일어나 가압열충격이 발생할 가능성이 없는 것으로 판단되며 안전주입수 노즐이 저온관 바로 위에 위치할 때 원자로 하향유로 내의 온도 분포가 가장 균일하여 열적 혼합 관점에서는 최적의 위치로 판단된다.

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A study on the exhaust gas recirculation in a MILD combustion furnace by using a Venturi nozzle (MILD 이용한 배기가스 재순환에 관한 연구)

  • Ha, Ji Soo;Shim, Sung Hoon
    • Journal of Energy Engineering
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    • v.22 no.4
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    • pp.413-419
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    • 2013
  • The present study used the MILD combustor, which has coaxial cylindrical tube. The outside tube of the MILD combustor corresponds to the exhaust gas passage and the inner side tube is the furnace passage. A numerical analysis was accomplished to elucidate the characteristics of exhaust gas entrainment toward the inner furnace with the changes of venturi nozzle geometrical parameters, nozzle position, nozzle gap between high pressure air nozzle and venturi nozzle, and with the change of high pressure nozzle inlet velocity. The entrainment flow rate for the case with the high pressure air nozzle attached at the exhaust gas wall has relatively small change with the change of nozzle gap. That for the case with the high pressure air nozzle exposed to the exhaust gas has monotonically increase with the change of nozzle gap. The flow rate ratio of entrainment flow rate has considerably increase tendency with relatively lower air inlet velocity, on the other hand, that with relatively higher air inlet velocity could be seen relatively small increase.

Assessment and Validation of Turbulence Models for the Optimal Computation of Supersonic Nozzle Flow (초음속 노즐 유동의 최적해석을 위한 난류모델의 평가와 선정)

  • Kam, Ho Dong;Kim, Jeong Soo
    • Journal of the Korean Society of Propulsion Engineers
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    • v.17 no.1
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    • pp.18-25
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    • 2013
  • Assessment and validation of RANS turbulence models are conducted for the optimal analysis of supersonic converging-diverging nozzle through the comparison between computational results and experimental data. One/two equation turbulence closures such as Spalart-Allmaras, RNG k-${\varepsilon}$, and k-${\omega}$ SST are employed to simulate the two-dimensional nozzle flow. Computational results with the turbulence models mentioned fairly well predict shock structure of the nozzle-inside and pressure distribution along the wall. Especially, SST model among the employed ones shows the best agreement to experimental results.

Experimental Study of the Thrust Vectoring Characteristics in a Two-Dimensional Convergent-Divergent Nozzle (2차원 축소확대노즐의 추력편향특성 실험연구)

  • Yu, Du Whan;Choi, Seong Man;Oh, Seong Hwan
    • Journal of the Korean Society of Propulsion Engineers
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    • v.17 no.2
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    • pp.84-93
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    • 2013
  • Stealthy, high maneuverability and super cruise abilities are required for the next generation fighter and unmanned aircraft. Thrust vector control technique currently come into use to meet these requirements. In this experimental study, axial and pitch thrust were measured and Schlieren visualization were carried out using the scaled two dimensional thrust vector nozzles under various pitch deflection angle, pitch flap length and height. From the study, we could get the supersonic flow characteristics and draw an optimum geometric configuration of the two dimensional thrust vector nozzle.

축대칭 초음속 이젝터-펌프 시스템에 관한 수치해석

  • 김희동;이호준;이영기;서태원
    • Proceedings of the Korean Society of Propulsion Engineers Conference
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    • 1999.10a
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    • pp.36-36
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    • 1999
  • 일반적으로 이젝터(ejector)는 노즐로부터 팽창하는 높은 운동량을 가지는 주 유동과 주변의 낮은 운동량을 가지는 유동사이에서 생기는 강한 전단력을 이용하여, 분류 주변의 유체를 보다 고압의 부분까지 압축하여 수송하는 장치이다. 이젝터는 노즐(nozzle)과 디퓨저(diffuser)로 되어 있으며, 회전부분이나 활동부분을 가지지 않는 유체기계이므로 고장이 적고, 소형임에도 불구하고 대용량의 유체를 압축할 수 있는 특징을 가지고 있다. 그러나 이젝터의 구동은 유체의 전단력만을 이용하므로 효율이 낮은 단점이 있으므로, 이젝터 형상의 최적설계 및 성능개선을 위한 연구가 필요하다.

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