• Proceedings of the Korean Society of Propulsion Engineers Conference
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• 1999.10a
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• pp.14-14
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• 1999

액체 램제트 엔진의 특성은 흡입구를 통해 들어오는 유입공기의 상태에 따라 많이 달라진다. 흡입구에 들어오는 공기의 유입각이 일정각도를 넘어서면 유입공기의 왜곡이 심하여 정상적인 연소가 불가능 할 수 있다. 따라서 다양한 비행조건에 따른 램제트 엔진의 특성을 파악하기 위하여 외부 유입영역, 흡입구, 연소기, 노즐 및 출구 대기 영역을 함께 계산하여 유동 특성과 연소 특성을 파악하고자 하였다. 흡입구는 마하 2.0을 기준으로 설계하고, 4각 덕트에서 완만하게 원형 덕트로 변화되는 확대관의 형상으로 비행체에 붙어 있는 것으로 격자를 구성하였다. 흡입구에서의 유동 조건은 비행체을 지난 유속이 마하 2.0과 2.2의 경우에 대하여 수치 실험을 수행하였으며, 비반응 유동 해석과 연소가 있는 반응 유동해석 결과를 흡입구를 포함하지 않았던 선행 연구 결과들과 비교하였다. 유입각이 영 일 때의 흡입구를 포함한 계산 결과는 흡입구에서 생성되는 충격파에 의한 손실로 총압력이 흡입구를 포함하지 않았던 선행 연구 결과와 차이가 있었으나 유동 특성에는 큰 차이가 없었다. 그러나 유입각이 증가함에 따라 흡입구로 유입되는 공기의 량이 감소하고 그에 따른 유동의 왜곡이 심하여 연소특성에 변화를 보여 주었다.

• Proceedings of the Korean Society of Propulsion Engineers Conference
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• 2002.04a
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• pp.59-59
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• 2002

램제트 추진기관은 압축과정을 별도의 부품 없이 형상에 의해서 감속하여 연소 압력비를 얻는다. 따라서 구동 마하수와 형상에 의해 흡입과정의 압축 효율이 결정된다. 설계점은 충분한 유량을 확보 할 수 있는 유량과 충격파 각을 조절하여 전압력 손실을 줄이도록 고려되어야 한다. 또한 연소가 일어나면 연소실 압력이 배압으로 작용하고 비행시에 받음각은 변하므로 이에 따른 성능 분석도 고려 되어야 할 사항이다. 본 연구는 국내에서 실험한 형상에 대해 수치계산을 수행하여 코드의 검증과 아울러 램제트 유동장의 수치적 시뮬레이션도 설계단계에서 하나의 도구로 이용할 수 있음을 보여준다. 실험에서는 배압 조건을 얻기 위해 유동 블록키지를 유로 내에 두어 상응하는 배압을 얻었지만 본 계산에서는 압력 경계조건을 직접 사용하였다. 유동이 비정상 특성을 가지므로 시간 정확도를 이차로 가지도록 이중시간 전진법을 사용하였다. 사용한 압력비는 충격파가 카울 끝에 닿는 임계상태에 가까운 12, 13, 14에 대해 계산을 수행하였고 부스터모드로 흡입구 끝이 막혀 있다가 램제트 모드로 바뀌어 연소실 압력이 위의 압력비라고 가정할 때의 비정상 천이 과정을 계산해 보았다. 본 계산은 흡입구 부분만을 떼어놓고 적절한 가정 하에 수행되었지만 연소실 내부도 비정상 특성을 가지므로 흡입구와 연소실을 동시에 같이 계산해야한다. 추후에 전체적인 계산을 진행하기 위한 전 단계로 흡입구 계산만을 수행하여 실험과 잘 일치하는 계산 결과를 얻었고 전체 계산을 위한 연구는 진행 중에 있다.

• 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.

• Journal of the Korean Society for Aeronautical & Space Sciences
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• v.43 no.5
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• pp.387-395
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• 2015

A technique for calculating the additive drag of the inlet in supersonic flow was studied using commercial CFD software, STAR-CCM+, which provides a efficient way of 3 dimensional flow analysis with polyhedron-shaped grid system. Three configurations were chosen and applied to the calculation with various flow conditions of two different free stream Mach No. and some mass flow ratios. Comparisons with results from wind tunnel test gave good agreements. Though computation were carried out with the inviscid and compressible flow around the supersonic inlet for the supercritical condition, ignoring the viscous effects is concluded to give little effects on the accuracy of the additive drag calculation and to make the calculation more efficient owing to less effort and time consumed for grid system build-up and for iteration because of less grid number and simpler boundary condition.

• Proceedings of the Korean Society of Propulsion Engineers Conference
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• 2011.04a
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• pp.331-334
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• 2011

The performance of ramjet engine is closely associated with a supersonic intake. In this study, experiments and computational simulations were conducted to observe the internal flow characteristics of the supersonic intake. The supersonic intake which have self-starting characteristics was designed and manufactured. The flow characteristics was analyzed from the experimental results using the supersonic wind tunnel testing and computational results using RANS equation and Menter's SST turbulence model. The detailed visualization results were suggested for the pseudo-shock wave of stable operations and for the inlet buzz phenomenon of unstable operations.

• Proceedings of the Korean Society of Propulsion Engineers Conference
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• 2017.05a
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• pp.341-345
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• 2017

In this study, the Inlet/Isolator model experiments performed at Texas University were performed by 2-dimensional RANS computerized analysis. First, supersonic flow conditions were analyzed and compared with experimental surface pressure results, and the flow structure was analyzed by confirming Mach number distribution and numerical shadowgraph. Then, the inlet unstart condition was given by changing the back pressure, and the URANS analysis was performed to confirm the progress of inlet unstart.

• Journal of the Korean Society for Aeronautical & Space Sciences
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• v.47 no.1
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• pp.17-25
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• 2019

An intake of Aircraft becomes S-shaped geometry due to spatial limitation or procuring survivability. But curvature of the S-shaped geometry makes secondary flow or flow separation which is the cause of non-uniform pressure distribution. In this study, boundary layer suction is applied to RAE M 2129 S-Duct by attaching sub duct. Design variable is suction location and angle. A mass flow rate drawn out by suction at the sub duct outlet is constant over every model. A grid dependency test was conducted to verify validity of computation. The comparison among the CFD (Computation Fluid Dynamics), ARA experimental result, and ARA computation result of non-dimensional pressure distribution on the Port side and Starboard Side confirmed the validity of CFD. In this study, Distortion Coefficient was used for evaluating aerodynamic performance of S-Duct. The analysis, which was about flow separation, vortex, mass flow rate distribution, and pressure distribution were also investigated. Maximum 26.14% reduction in Distortion Coefficient was verified.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2015.05a
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• pp.54-58
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• 2015

인간이 생활하는데 필요한 전기를 생산하는 시설 중 하나인 화력발전소의 발전수차를 냉각시키기 위하여 많은 양의 냉각수를 바다에서 취수하게 되는데, 이 과정 중에서도 특히 흡입수조(Intake Basin)에서 흡입펌프(Suction Pump)를 통과하는 단계가 매우 중요하다. 흡입수조의 형상과 펌프운용조건 등에 의하여 흡입구(Bell Mouth)에 접근하는 유동이 비대칭일 경우 흡입구 주변에서 선회류가 발생하거나 유속분포가 비균일?비대칭이 되기 쉽다. 그러면 선회류가 더욱 악화되어 볼텍스(Vortex)로 발달되면 취수 펌프에 악영향을 준다. 또한 볼텍스의 발생은 흡입수조의 형상뿐만이 아니라 낮은 수위일 경우 수면과 흡입구의 거리가 짧아지면서 자유수면볼텍스 또는 수중볼텍스가 발생할 확률이 높아지게 된다. 본 연구에서 수리모형시험을 통하여 펌프 조합 및 수위 변화에 따른 볼텍스의 발생여부를 파악하고 볼텍스 저감장치를 고안하였다.

• Journal of the Korean Society for Aeronautical & Space Sciences
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• v.34 no.9
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• pp.11-19
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• 2006

Design program was developed to determine the external shape of the supersonic axisymmetric inlet by combining conical flow solver and approximation technique of conical shock with gradient-based optimization algorithm. Inlet designs were carried out under various operation conditions through optimization with respectively two object functions which consist of pressure recovery and cowl drag and with constraints about shock position, cowl shape, and minimum throat area. New object function consisting of pressure recovery and drag of the external cowl was proposed and the optimized shapes from new object function were compared to the ones from the old object function which maximize only the pressure recovery. Through computations of inviscid and turbulent flow, was tested performance of the design program and performance estimated in design program agreed well with computation results for inlets designed under various flight conditions.

• Proceedings of the Korean Society of Propulsion Engineers Conference
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• 2009.05a
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• pp.133-137
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• 2009

Numerical simulations of flows in an axisymmetric supersonic inlet with bleed regions were performed. For the simulations, the existing code which solves the RANS(Reynolds Averaged Navier-Stokes) equations and 2-equation turbulence model equations was transformed to axisymmetric form and bleed boundary condition was applied to the code. In this paper, the modified code was validated by comparing the results against an experimental data and other computational results for flow on a bump and over an oblique shock with bleed region. Using the code, numerical simulations were performed for the flow in the inlet with multiple bleed regions.