• 대한기계학회논문집B
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• 제27권2호
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• pp.227-235
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• 2003

The WSGG-based narrow band model was employed to solve the radiative transfer equations along isothermal and non-isothermal paths through $CO_2-H_2O-N_2$ gas mixtures at 1 atm. When the WSGGM is applied for arbitrary gas mixtures by considering the multiplication property of transmissivity in overlapping bands, the number of gray gases is significantly increased. To reduce the computation time, three different regrouping methods for the gray gases are tested in obtaining the mean absorption coefficient for each gray gas group. Among them, the regrouping method by minimizing the regrouping error shows the best results. For the isothermal media, 10 gray gases show fairly good agreement with the results by statistical narrow band(SNB) model which are regarded as reference solutions. For non-isothermal media, 20 gray gases show good agreement with reference solutions.

• 대한기계학회논문집B
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• 제30권2호
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• pp.101-109
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• 2006

The narrow band-averaged transmissivity of $CO_2-H_2O$ mixtures is expressed by multiplying the transmissivities of $CO_2\;and\;H_2O$. Applying the multiplication property of narrow band transmissivities for gas mixtures of $CO_2-H_2O$ of the narrow band based WSGGM (weighted sum of gray gases model), the number of gray gases, required for accurate representation of the absorption characteristics by using the narrow band based WSGGM, is significantly increased. To reduce the computational loads by reducing the number of gray gases, we propose a gray gas regrouping process where the gray gases used for .the WSGGM are regrouped into a specified number of groups according to the magnitudes of absorption coefficients. To evaluate the proposed WSGGM for gas mixtures, the radiative transfer problems through 3-dimensional gas media are considered. The radiative source terms and the radiative heat fluxes obtained by using the proposed method are fairly well compared to previous results obtained by using the SNB model and other models. The regrouping technique results in an excellent computational efficiency with minor loss of accuracy.

• 대한기계학회:학술대회논문집
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• 대한기계학회 2003년도 추계학술대회
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• pp.284-289
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• 2003

The narrow band-averaged transmissivity of $CO_2-H_2O$ mixtures is expressed by multiplying the transmissivities of $CO_2$ and $H_2O$. Applying the multiplication property of narrow band transmissivities for gas mixtures of $CO_2-H_2O$, the number of gray gases, required for accurate representation of the absorption characteristics by using the narrow band based WSGGM, is significantly increased. To reduce the computational loads by reducing the number of gray gases, we propose a gray gas regrouping process where the gray gases used for the WSGGM are regrouped into a specified number of groups according to the magnitudes of absorption coefficients. To evaluate the proposed WSGGM for gas mixtures, the radiative transfer problems through three-dimensional gas media are considered. The radiative source terms and the radiative heat fluxes obtained by using the proposed method are fairly well compared to those obtained by using the SNB model. The regrouping technique results in an excellent computational efficiency with minor loss of accuracy.

• 한국항공우주학회지
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• 제40권9호
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• pp.737-744
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• 2012

유한체적법을 이용하여 설정된 가상의 노즐 조건에 따라 비행체 배기플룸의 SE와 PE에 의한 열복사 저부가열 해석 연구를 수행하였다. 저부면에서의 복사열유속을 얻기 위해 배기플룸은 흡수, 방사 및 산란하는 매질을 고려하였다. 저부면은 차가운 흑체이고 비회색가스와 입자의 복사 물성치는 회색가스가중합법(WSGGM)을 사용하였다. 후방 몬테카를로 방법을 사용한 기존의 연구와 비교하여 검증한 후, 입자의 농도, 온도, 그리고 등방성 또는 이방성 산란에 따른 복사저부가열을 해석하였다. 그 결과, 복사열유속은 노즐 출구와의 거리가 멀어지거나 비행 고도가 증가할수록 감소하고 입자의 온도가 높아질수록 복사열유속은 증가한다. 또한 전방산란은 PE를 증가시키고 후방산란은 SE를 증가시켰다.

• 한국항공우주학회지
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• 제31권6호
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• pp.88-95
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• 2003

임의의 성분비로 혼합되어 있는 CO$_2$와 H$_2$O 혼합가스에 대하여 회색가스가중합법(WSGGM)을 적용하였다. 모델의 타당성을 검증하기 위하여 두 가지 다른 형태의 문제를 고려하였다. 첫 번째는 문제는 일정한 분압하의 균일, 포물선 및 경계층 온도 분포를 갖는 매체에 대한 문제이고, 두 번째는 온도 및 분압이 일정치 않은 매체에 대한 문제이다. 고려된 두가지 형태의 문제들에 대하여 WSGGM을 이용한 결과는 기준이 되는 좁은밴드 모델(SNB)의 결과와 잘 일치하고 있는 것을 확인하였다. 본 연구에서 제안된 모델과 데이터베이스는 연소가스에 의한 복사열전달의 해석에 유용하게 사용될 수 있을 것이다.

• 한국항공우주학회지
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• 제42권8호
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• pp.640-647
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• 2014

추진기관 배기 플룸의 적외선 복사(Infrared radiation :IR) 신호는 항공기 생존성에 영향을 미치는 주요 요인이다. 항공기의 생존성 향상을 위해 IR 감소 설계 기술이 적용된 추진기관의 정확한 IR 신호 예측이 필요하다. 본 연구는 유동 및 열전달 해석 코드를 이용하여 노즐 내부, 외부 자유류, 플룸 영역의 열유동장을 수치 해석하였다. 비회색가스의 특성을 효율적으로 해석하는 좁은밴드 기반의 재조합 회색가스가중합법을 적용하여 항공기 플룸에서 방사되는 파장별 IR 신호를 계산하였다. 개발된 프로그램의 정확성과 신뢰성을 확보하고자 1차원 모델에 대한 검증을 거친 후 항공기 추진기관의 열유동장 및 파장별 IR 신호 해석을 수행하였다. 해석을 통하여 상대적으로 플룸 내부에서 IR 복사강도가 높은 것을 확인하였고 온도, 분압, 화학종에 따라 다른 파장별 IR 신호 특성을 파악하였다. 노즐 출구 부근에서는 노즐 벽면의 고체 방사로 인하여 파장별 IR 복사강도가 연속적으로 나타났다.

• 대한기계학회:학술대회논문집
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• 대한기계학회 2004년도 추계학술대회
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• pp.1341-1346
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• 2004

Detailed flame structures of the opposed flames formed for different oxidant compositions are studied numerically. The detailed chemical reactions are modeled by using the CHEMKIN code. Only the $CO_{2}$ and $H_{2}O$ are assumed to participate by absorbing the radiative energy while all other gases are assumed to be transparent. The discrete ordinates method and a narrow band based WSGGM with a gray gas regrouping technique are applied for modeling the radiative transfer through non-homogeneous and non-isothermal combustion gas mixtures generated by the opposed flow flames. The results show that the different radiation model can cause different results for flame structures and the WSGGM with gray gas regrouping is successful in modeling the opposed flames with non-gray gas mixture. The results also show that a reasonable information on the flame structure can be obtained from the modeling by considering different chemical compositions of the oxidant.

• 한국추진공학회지
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• 제16권5호
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• pp.58-66
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• 2012

기술 수준에 의해 그 우위가 결정되는 현대 전장에서 항공기 플룸과 복사저부가열은 항공기의 생존성에 관련된 중요한 요인이다. 항공기의 생존성을 향상시키기 위해서는 저부가열, 그리고 항공기 플룸으로부터 방사되는 IR 신호가 감소되어야 한다. 본 연구에서는 IR 신호와 복사저부가열 특성을 고도 5km에서 마하수 0.9와 1.6의 조건으로 설정하여 플룸 내 유동 및 열복사 특성을 고찰하였다. 이를 통해 플룸에서의 IR 신호는 $H_2O$와 $CO_2$의 영향으로 인한 높은 방사특성을 확인하였다. 그리고 마하수가 높고 거리가 가까울수록 저부면에서의 복사열유속이 증가됨을 확인하였다.

• 한국추진공학회:학술대회논문집
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• 한국추진공학회 2012년도 제38회 춘계학술대회논문집
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• pp.282-289
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• 2012

기술 수준에 의해 그 우위가 결정되는 현대 전장에서 항공기 플룸과 복사저부가열은 항공기의 생존성에 관련된 중요한 요인이다. 항공기의 생존성을 향상시키기 위해서는 저부가열, 그리고 항공기 플룸으로부터 방사되는 IR 신호가 감소되어야 한다. 본 연구에서는 IR 신호와 복사저부가열 특성을 고도 5km에서 마하수 0.9와 1.6의 조건으로 설정하여 플룸 내 유동 및 열복사 특성을 고찰하였다. 이를 통해 플룸에서의 IR 신호는 $H_2O$와 $CO_2$의 영향으로 인한 높은 방사특성을 확인하였다. 그리고 마하수가 높고 거리가 가까울수록 저부면에서의 복사열유속은 증가하였다.