• Proceedings of the Korean Society of Propulsion Engineers Conference
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• 2000.11a
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• pp.36-36
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• 2000

천음속 또는 초음속 유동이 유동장의 하류에서 부여되는 압력조건에 의하여 감속되는 경우나, 유동방향의 갑작스런 변화를 요구하는 물체 혹은 벽면이 존재하는 경우에 발생한 충격파는 벽면을 따라 발생하는 층류 혹은 난류 경계층과 복잡한 상호간섭 (interaction)을 일으켜 충격파에 의한 박리 발생, 충격파 하류에 새로운 충격파 발생, 충격파가 큰 진폭으로 진동하게 되는 현상 등을 발생시킨다. 이러한 간섭현상은 고속유동이 통과하는 유체요소나 유체기기의 성능을 좌우하는 매우 중요한 유동현상으로, 유체기계의 설계 시 사전에 고려되어야 할 중요한 공학적 문제이다.(중략)

• Journal of the Korean Society of Propulsion Engineers
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• v.7 no.3
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• pp.15-21
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• 2003

This experimental study describes the propagation characteristics of the impulse noise emitted from the exit of a perforated pipe attached to the open end of a simple shock tube facility. The pressure amplitudes and directivities of the impulse wave propagating outside from the exit of pipe with several different configurations are measured and analyzed for the range of the incident weak shock wave Mach number between 1.02 and 1.2. In the experiments. the impulse waves are visualized by a Schlieren optical system for the purpose of understanding their propagation characteristics. The results obtained show that for the near sound field the impulse noise strongly propagates toward the pipe axis, but for the far sound field the impulse noise uniformly propagates toward the omnidirections, indicating that the directivity pattern is almost same regardless of the pipe type. For this non-directivity in the far sound field, it is shown that the perforated pipe has little performance to suppress the impulse noise.

• Journal of the Korean Society of Propulsion Engineers
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• v.25 no.6
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• pp.20-28
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• 2021

High enthalpy test facilities, such as a shock tunnel, are to be operated at the specific pressure ratio according to the desired test condition. A metallic diaphragm is machined or a forced rupture device is used to open it at a specific pressure ratio. The diaphragm opening procedure takes several hundred microseconds including rupture and deformation. This process is expected to affect the test conditions. In this study, numerical simulation was performed for different materials, thicknesses, and opening ratios. And the characteristics of shock wave generation and the stagnation condition in the tube are investigated. Results show that the final opening ratio and rupturing procedure directly affect the speed of a shock wave, stagnation pressure, and test time.

• Proceedings of the Acoustical Society of Korea Conference
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• spring
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• pp.379-384
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• 2004

체외 충격파 쇄석술 (ESWL)은 체외에서 발생된 충격파를 체내의 결석이 위치한 부위에 집속하여 결석을 분쇄하는 비 침습적인 치료술이다. 최근 충격파를 이용하여 근관절 질환을 치료하는 체외 충격 파 치료술 (ESWT)이 또한 임상적으로 주목을 받고 있다. 아직 ESWT를 위한 최적의 충격파 노출 조건은 알려져 있지 않지만, 일반적으로 ESWL에 비해 상대적으로 충격파장의 초점 영역이 넓고 낮은 강도의 충격파를 사용한다. 본 연구에서는 ESWT에 적합할 것으로 예상되는 테이퍼 원통형 충격파 발생 방식을 제안하고자 한다. 본 연구에서는 테이퍼 원통형 충격 파 발생 의 초점 부위의 파형을 수치 해석하여 평가하고, 기존 원통형의 경우와 비교하였다. 테이퍼 원통형 충격파 발생기의 시제품을 제작하고, 발생된 강도를 평가하기 위해, 모의 결석을 제작하여 분쇄 효율을 측정하였으며, 결과를 원통형 충격파 발생기와 비교하였다.

• Proceeding of EDISON Challenge
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• 2013.04a
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• pp.299-304
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• 2013

초음속 조건에서 Busemann biplane은 충격파의 중첩에 의해 항력 감소가 일어난다. 그러나 받음각이 증가 할 경우, 앞전에서 궁형 충격파가 발생하여 항력이 급격하게 증가한다. 이에 본 연구에서는 busemann biplane에 플랩을 주어 궁형 충격파를 감소시킬 수 있는 flap biplane의 플랩 길이와 각도의 변화에 따른 공력 성능의 변화를 분석하였다. Flap biplane의 공력성능을 기본 biplane형상 및 diamond airfoil과 비교한 결과, 동일한 양력 조건에서 항력은 diamond airfoil에 비해 약 75%정도 감소함을 확인하였다. 그리고 플랩의 길이와 양항비는 선형의 관계가 있음을 확인하였고, 특정한 플랩의 각도에서 최대 양항비가 도출된다는 사실을 확인하였다. 마지막으로 전압력의 감소를 충격파의 강도로 정의하고, 이를 비교한 결과 flap biplane의 전압력 감소가 diamond airfoil에 비해 약 25%정도가 더 작게 나타난 사실로 부터 flap biplane의 소음 감소 효과를 유추할 수 있었다. flap biplane은 초음속 영역에서 항력과 소음의 감소에 효율적인 익형임을 확인하였다.

• Proceeding of EDISON Challenge
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• 2014.03a
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• pp.544-549
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• 2014

임계마하수보다 큰 자유흐름 마하수에서는 충격파의 발생으로 인해 급격한 항력증가가 발생하므로, 임계마하수 증가는 고속 공기역학에서 중요한 분야로 다뤄지고 있다. Whitcomb R. T.에 의해 천음속영역에서 순항할 수 있는 초임계익형이 개발되었으나, 충격파 제어 기법들에 대한 실험적인 검증은 형상 제작의 어려움으로 인해 한계를 지닌다. 따라서 본 논문에서는 2D_Comp-2.1_P와 Prandtl-Glauert 압축성 보정식을 이용하여 NACA0012와 RAE2822의 임계마하수를 해석하고, 충격파 제어 장치 중 하나인 Bump를 RAE2822에 설치하여 임계마하수를 향상시키기 위한 연구를 수행하였다. 연구 결과 충격파를 압축파로 분산시켜 충격파의 강도를 약화시키고, 양항비의 4.7% 증가를 확인하였다. 따라서 Bump를 설계한 RAE2822가 기본 익형보다 높은 천음속 조건에서 효율적인 공력특성을 가지는 것을 확인하였다.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2015.05a
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• pp.44-44
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• 2015

저수지나 하천 사면에서 발생하는 산사태와 토석류는 저수지와 하천 수체에 충격을 가한다. 이로 인해 발생하는 수면 충격파는 전파되어 반대편 제방으로 파의 처오름 또는 댐 제체위로의 물넘이로 큰 피해를 줄 수 있다. 최근 외국에서는 2차원 충격파 생성 및 전파의 기본 과정을 구명하기 위한 실험적 연구가 이뤄지고 있으며, 이들 연구들은 충격파의 발생과 전파, 사면활동 물질과 수체의 상호작용 그리고 자유 수면과 유속분표의 발달에 대한 자세한 관측 자료를 제시하고 있다. 아울러 충격파에 영향을 주는 지배 매개변수를 제시하고 있다. 하지만, 이러한 실험적 연구의 최근 진보에도 불구하고, 이들 지배 매개변수를 고려한 충격파 지배공식들은 대상 지역의 복잡한 바닥 지형이나, 평면적 지형 변화를 단순한 추정치로만 고려하게 된다. 따라서 복잡한 지형조건에서 토석류와 수체의 상호작용과 수면 충격파의 전파를 합리적으로 해석하는 데는 한계가 있다. 이 경우 수치모델링 기법을 대안으로 적용할 수 있으나, 수치모델링은 수면에서 충격파의 전파와 수중에서 토석류의 전파를 동시에 모의해야 하고, 뉴턴 유체와 비뉴턴 유체의 특성을 동시에 고려해야하므로 수치해석 연구자들에게는 하나의 큰 도전사항이다. 이 연구는 경계면 포착기법을 이용한 계산유체동력학 기법을 이용하여 사면활동과 이로 인한 정지 수역에서의 충격파의 발생 및 전파를 재현하기 위한 수치 모델링 기법을 개발하는 것이 목적이다. 사면활동과 수면의 경계면을 포착하고 위치를 정립하기 위해서 VOF (volume of fluid) 경계면 재구축 기법을 이용한다. 지배 방정식은 비압축성(incompressible) 질량 보존방정식과 나비어-스톡스(Navier-Stokes) 방정식이며, 서로 다른 유체의 상(phase)애 대한 체적분할이송방정식을 이용한다. 큰와 모의 계열의 난류 모델링 기법을 적용하여 충격파의 전파와 붕괴에 대한 난류의 영향을 고려하였다. 토석류는 비뉴턴 흐름저항 관계식을 적용하여 그 흐름특성을 재현하였다. 이들 지배방정식은 2차 정확도의 유한체적법(finite volume method)을 이용하여 해석한다. 외국의 연구자들이 관측하여 제시한 길이 11 m 그리고 폭 0.5 m의 수로에서 발생한 충격파를 수치적으로 재현하여 개발된 모형의 실제 문제에 대한 적용성을 보여준다.

• Journal of the Korean Society of Propulsion Engineers
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• v.18 no.5
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• pp.43-53
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• 2014

Shock tunnels are known to be capable of simulating flow-field environments of supersonic and hypersonic flights. They have been operated successfully world-wide for almost half a century. As a consequence of the strong interest in hypersonic vehicles in Korea, attention has been given on this type of facility and so an intermediate-sized shock tunnel has lately been built at KAIST. In the light of this, this paper presents our tunnel performance and some of the model scramjet test data. The freestream flow used in this work replicates a supersonic combustor environment for a Mach 5.7 flight speed.

• Journal of the Korean Society for Aeronautical & Space Sciences
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• v.40 no.12
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• pp.1025-1031
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• 2012

The present paper deals with concept design of supersonic inlet based on compressible flow theory and flow control of bleeding in order to guarantee stability of supersonic inlet of ramjet engine in broad range of operating conditions. Shock instability, shock wave-boundary layer interaction and flow separation should be properly controlled to improve performance of the supersonic inlet. Considering shock strength, boundary layer and flow separation, the supersonic inlet is modified from the basic model which is designed under inviscid theory. Consequently, shock is stabilized, and required mass flow rate is obtained. Furthermore, bleeding is applied to the supersonic inlet to maintain performance in off-design conditions. Mass flow condition is adopted for modeling of bleeding effect, and performance of the supersonic inlet is evaluated by changing bleeding locations and numbers.

• Proceeding of EDISON Challenge
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• 2013.04a
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• pp.425-430
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• 2013

본 연구에서 전산유체해석 프로그램인 EDISON_CFD를 이용하여 차세대 항공기 날개 형상으로 각광받고 있는 초음속 비행조건을 갖는 Busemann 형식의 복엽기 형상에 대한 공력특성을 연구하였다. 날개는 압축성 조건에서 2차원 에어포일로 간략화 하여 모델링하였으며, 마하수에 따라 발생하는 충격파와 팽창파의 상호작용을 통한 소닉붐의 감소 형태를 분석해 보고, 마하수에 따른 항력계수를 얻어내었으며, 익형과 항력계수, 소닉붐의 상관관계를 분석하여 초음속항공기에서 복엽기 형상이 가지는 장단점에 대하여 연구하였다.