• 한국추진공학회지
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• 제16권3호
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• pp.1-8
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• 2012

70 N급 액체로켓엔진에 장착되는 비충돌형 인젝터의 수류시험을 수행하였다. 추진제 분사각이 커짐에 따라 인젝터 분무의 분열 양상이 평활류(smooth jet)에서 파상류(wavy jet) 형태로 천이하고, 분무의 분열길이는 분사압력에 반비례한다. 고속카메라로 획득한 순간분무이미지(instantaneous spray image) 분석을 통하여 액주 표면에 나타나는 파상(ruffle)이 확인되었으며, 특정 분사압력 구간(0.93 MPa)에서 분무의 주기적 흘림현상이 증폭되는 이상현상이 발견되었다.

• EDISON SW 활용 경진대회 논문집
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• 제1회(2012년)
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• pp.61-64
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• 2012

원형 실린더 주위의 비정상 유동은 공학적으로 매우 중요한 유동 현상으로서 2차원 원형 실린더 주위의 비정상 유동 현상인 와류 흘림에 관해 수치적으로 계산해 보고 실제 유동 현상과 비교해 본다. 또한 실린더 주위 유동의 와류 흘림 현상이 공학적인 측면에서 어떠한 중요한 역할을 하는지 고찰해 본다.

• EDISON SW 활용 경진대회 논문집
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• 제2회(2013년)
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• pp.321-326
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• 2013

본 연구에서는 원형실린더의 강제 수평 및 수직진동에 따른 와흘림을 관찰하였다. EDISON_CFD의 가상경계법을 이용하여 원형실린더 주위 유동현상을 수치 모사하였다. 원형실린더의 강제 진동 특성에 따른 와흘림 진동수, 공력계수 등의 영향을 분석하였다. 특히, 진동방향에 따른 와흘림의 영향을 분석하여, 원형실린더의 강제 진동에 따른 유동의 선형성을 평가하였다.

• 한국항공우주학회지
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• 제41권1호
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• pp.40-47
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• 2013

하이브리드 로켓은 고체로켓과 매우 흡사한 내부유동 특성을 가지고 있으므로 와류흘림(vortex shedding)은 하이브리드 로켓에서도 연소안정성에 영향을 미치는 중요한 인자로 판단된다. 본 연구에서는 예연소실에서 와류를 발생시켜 연료 표면와류와의 간섭과 연소특성 변화를 관찰하였다. 기본 형상과 디스크를 장착한 실험 결과, 5개의 주파수 특성이 관찰되었으며 이들은 각각 추진제의 열적지연에 의한 주파수, 디스크, 연료 단면, 후연소실 단면 변화에 의한 와류흘림과 관련된 주파수임을 확인하였다. 특히 디스크 1과 3의 결과를 비교해 보면 디스크 위치에 따라 변화하는 와류흘림이 연소실의 특정 주파수 특성과 상호 간섭하여 공진이 발생하기도 하지만, 또 다른 경우에는 어떠한 간섭도 일어나지 않는 것을 확인하였다. 이러한 선택적 공진현상은 하이브리드 로켓의 비선형 연소안정성 발생을 설명할 수 있는 중요한 메카니즘으로 판단된다.

• 한국음향학회지
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• 제37권2호
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• pp.92-98
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• 2018

본 논문은 모형 프로펠러를 대상으로 공동수조 시험, 수중 충격시험, 유한요소해석 및 전산유체해석에 기반하여 수행한 명음 발생 메커니즘 연구이다. 선미 유동을 모사하기 위해 반류망, 프로펠러 및 방향타를 설치하고 수중청음기와 가속도계로 프로펠러 명음 현상의 발생과 소멸을 계측하였다. 유한요소해석을 통해 프로펠러 날개의 고유진동수를 예측하고 접촉 및 비접촉식 충격시험으로 이를 검증하였다. RANS(Reynolds Averaged Navier-Stokes) 방정식 기반 전산유체해석을 통하여 프로펠러 날개 각 단면의 유속과 유효 받음각을 계산하였으며, DES(Detached Eddy Simulation) 기반 고해상도 해석을 통해 명음 발생 위치에서 2-D 날개 단면 뒷전의 와류흘림주파수(vortex shedding frequency) 계산을 수행하였다. 수치적으로 예측된 와류흘림주파수는 모형시험으로 계측한 명음 발생 주파수 및 날개 고유진동수와 일치함을 확인하였다.

• 한국전산유체공학회지
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• 제16권2호
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• pp.17-23
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• 2011

The turbulent flow and vortex shedding phenomena around pantograph panhead of high speed train were investigated and compared with available experimental data and other simulations. The pantograph head was simplified to be a square-cross-section pillar and assumed to be no interference with other bodies. The Reynolds number (Re) was 22,000. The LES(large eddy simulation) of FDS code was applied to solve the momentum equations and the Wener-Wengle wall model was employed to solve the near wall turbulent flow. Smagorinsky model($C_s$=0.2) was used as SGS(subgrid scale) model. The total grid numbers were about 9 millions and the analyzed domain was divided into 12 multi blocks which were communicated with each other by MPI. The time-averaged mainstream flows were calculated and well compared with experimental data. The phased-averaged quantities had also a good agreement with experimental data. The near-wall turbulence should be carefully treated by wall function or direct resolution to get successful application of LES methods.

• 한국추진공학회지
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• 제14권6호
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• pp.17-24
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• 2010

비충돌형 인젝터로부터 발생하는 액체추진제 분무의 준3차원 구조를 규명하기 위한 연구를 수행하였다. 인젝터 출구 근처에서의 분무 형상을 고속카메라를 사용하여 촬영하였고, 인젝터 분무에서 주기적 흘림현상이 관찰되었다. 또, 이중모드 위상도플러속도계(Dual-mode Phase Doppler Anemometry, DPDA)로 분무특성 매개변수(속도, 직경, 부피유속 등)를 측정하여 인젝터 분무의 공간분포 특성을 파악하였다. 본 실험은 분사압력 17.2~27.6 bar의 조건에서 분사축방향 및 확산방향 거리를 변화시키며 수행하였다.

• 한국추진공학회:학술대회논문집
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• 한국추진공학회 2012년도 제38회 춘계학술대회논문집
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• pp.180-186
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• 2012

본 연구팀에서 개발 중인 70 N급 액체로켓엔진의 설계성능 검증에 앞서 요소부품인 비충돌형 인젝터에 대한 인수시험 및 수류시험을 수행하였다. 인젝터 오리피스 인수시험 결과 미시적 관점에서의 가공오차가 확인되었으며, 그로 인해 각각의 오리피스에서 발현되는 분무거동에 차이를 보였다. 순간 분무이미지를 통해 액주(혹은 액적) 표면에 나타나는 파동과 유동의 주기적 흘림현상을 관찰하였다.

• 한국항공우주학회지
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• 제39권3호
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• pp.232-241
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• 2011

하이브리드 로켓은 난류 산화제 유동과 고체 추진제의 기화로 인한 분사 유동 사이의 상호 작용에 의해 복잡한 형태의 혼합 전단층이 존재한다는 특별한 성질을 가지고 있다. 본 논문에서는 유동 간섭에 의해 표면에서 발생하는 진동 유동의 물리적 특성을 연구하기 위하여 압축성 효과를 고려한 질량분사가 있는 덕트 유동의 LES(Large Eddy Simulation) 해석을 수행하였다. 계산 결과에 따르면, 기화 질량이 분출됨에 따라 주유동방향 와류의 특성이 강해지고 국부적으로 발생하는 역류 현상을 근거로 벽면 근방에서 원주방향 와류가 생성됨을 확인하였다. 그리고 시간 특성을 갖고 나타나는 와류 흘림 현상은 혼합 전단층에 기인한 유동 불안정성에 의해 촉진되었으며, 분출유동에 의해 발달한 고유 진동 유동을 의미하는 압력 섭동의 특정 진동수가 $\omega$=8.8에서 검출됨을 확인하였다.

• 한국항공우주학회지
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• 제43권8호
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• pp.677-683
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• 2015

하이브리드 로켓은 특정한 연소조건에서 10~30Hz 저주파수 연소불안정이 나타난다. 후연소실의 와류 흘림 현상이 저주파수 불안정 발생과 직접적인 관련이 있는 것으로 판단되며, 이를 확인하기 위하여 발광하는 연소가스의 후연소실 내부유동을 직접 촬영하여 광도 분석과 유동 가시화를 시도하였다. 저주파수 연소불안정이 발생하면 일정한 주기(~18Hz)를 갖는 광도 변화가 나타났으며, 압력교란(p')의 위상(phase)이 거의 일치하고 있어 비-음향 불안정임에도 불구하고 압력과 연소교란이 상호 간섭하고 있음을 확인하였다. POD에 의한 유동 모드 분석결과 안정한 연소가 발생하면 후연소실 유동은 공간적으로 상하 대칭 모드 형태를 이루지만 불안정 연소에서는 수직방향 경사각을 이루는 대칭축을 중심으로 변화하는 유동모드가 나타난다. 특히 3번 모드는 불안정 연소가 발생하는 경우에만 나타나는 유동 모드이다. 불안정 연소가 발생하는 경우에 수직선을 대칭으로 변하는 모드가 나타나는 것은 저주파수 연소불안정이 발생할 때 와류 흘림인 것으로 판단할 수 있다.