• EDISON SW 활용 경진대회 논문집
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• 제2회(2013년)
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• pp.327-330
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• 2013

Converging-diverging 노즐은 시스템 내부 유동에 적용되는 속도면적 법칙을 통해, 아음속 유동을 초음속으로 만드는 장치이며, 항공기 엔진 등에서 추력을 얻기 위해 쓰인다. 이상기체, 등 엔트로피를 가정한 동일 입구 조건에서, 출구로 빠져나오는 유동의 속도는 오직 면적 비에만 관계한다. 그러나 실제현상에서는, 출구에서의 유속이 유동의 압축성 효과 및 벽면에서의 전단력 등으로 인해 노즐 형상마다 상이한 결과를 낳는다. 본 연구에서는 EDISON Simulation을 활용하여 다양한 노즐 형상에 따른 출구에서의 Mach number를 구하고, 각각의 결과로부터 경향성을 찾는다. 또, 계산 결과를 이론식을 통해 도출되는 결과와 비교한다.

• 한국추진공학회지
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• 제16권2호
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• pp.10-16
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• 2012

지상연소시험용 추력기 노즐의 성능해석을 위하여 노즐유동 특성 및 플룸 구조를 해석한다. 2차원 축소확대 노즐유동을 해석하고, 이를 실험값과 비교하여 해석기법 검증 및 난류모델 선정을 수행한다. k-${\omega}$ SST 난류모델을 사용한 Reynolds-averaged Navier-Stokes 방정식으로 2차원 축대칭 지상연소시험용 노즐을 해석한 결과, 초기 설계된 노즐내부에서 충격파 및 유동박리에 의한 성능저하가 관찰되었다. 이에 노즐 확대부분의 형상을 수정하여 성능 향상을 확인하였다.

• 대한기계학회논문집B
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• 제21권8호
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• pp.1056-1067
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• 1997

Present study visualized flow pattern and investigated spray characteristics of twin-fluid atomization with converging-diverging nozzles. Particle sizes were measured by using the Malvern particle analyzer, and the radial size distributions were evaluated by using the tomographic transform technique. The results show that the SMD generally increases in the radial direction at a prescribed liquid flow rate and the increasing rate in the SMD becomes gradual as atomizing gas pressure increases. The SMD decreases as the liquid flow rate increases at a fixed GLR (gas/liquid mass ratio). The atomization performance of the protrusion-type nozzle turned out to be superior to that of the flush-type. However, in the case of the protrusion-type, flow separation occurs outside the liquid delivery tube when the pressure at the gas nozzle chamber is high enough, which may deteriorate the atomization performance.

• 한국추진공학회:학술대회논문집
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• 한국추진공학회 2011년도 제37회 추계학술대회논문집
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• pp.321-324
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• 2011

지상연소시험용 소형 액체로켓엔진 초음속 노즐의 성능해석을 위하여 노즐내 유동특성 및 플룸 구조를 $k-{\omega}$ SST모델을 사용한 Reynolds-averaged Navier-Stokes 방정식으로 해석하였다. 해석기법의 검증을 위하여 2차원 축소-확대 노즐 초음속 유동의 해석값과 실험치를 비교하고, 검증된 기법으로 2차원 축대칭 노즐의 성능해석을 수행하였다. 그 결과 노즐 내부에 유동박리 및 역류현상의 발생이 확인되었으며, 이 해석결과는 소형 액체로켓엔진 노즐 최적설계에의 기초자료로 제시되었다.

• 한국추진공학회지
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• 제17권1호
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• pp.18-25
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• 2013

초음속 축소-확대 노즐 유동을 정확하게 해석하기 위하여, 실험치와 해석값 사이의 비교를 통해 난류모델 성능평가를 수행한다. Boussinesq 가정을 적용한 RANS 방정식으로 2차원 노즐 유동을 해석하되, Spalart-Allmaras, RNG k-${\varepsilon}$, 그리고 k-${\omega}$ SST 난류모델을 평가에 사용한다. 각 모델들로 계산된 노즐 벽면의 압력구배 및 충격파 구조는 실험 데이터와 유사한 결과를 보였는데, 그 중에서도 SST 난류모델이 실험값에 가장 근접한 해석결과를 나타내었다.

• International Journal of Aeronautical and Space Sciences
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• 제6권1호
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• pp.1-7
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• 2005

The inlet boundary condition of computations about the supersonic turbine flow is commonly applied as far-field inlet boundary condition with specified velocity. However, the inflow condition of supersonic turbine is sometimes affected by the shocks or expansion waves propagated from leading edges of blade. These shocks and expansion waves alter the inlet boundary condition. In this case, the inlet boundary condition can not be specified Therefore, in this paper, numerical analyses for three different inlet conditions - fa-field inlet boundary condition, inlet boundary condition with a linear nozzle and inlet boundary condition with a converging-diverging nozzle - have been performed and compared with experimental results to solve the problem. It is found that the inlet condition with a linear nozzle or a converging-diverging nozzle can prevent changing of inlet boundary condition, and thus predict more accurately the supersonic flow within turbine cascade than a far-field inlet boundary condition does.

• 한국추진공학회:학술대회논문집
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• 한국추진공학회 2003년도 제21회 추계학술대회 논문집
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• pp.99-103
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• 2003

캐스케이드 내 유동 해석은 터보 펌프의 설계 제작에 필수적인 요소이다. 그러나 기존의 무한 입구 경계 조건에서는 입구 유동의 초기 설정 경계치와 계산 후 입구 유동 경계치의 차이가 발생하여 원하는 입구 경계 조건에서의 유동 해석을 하지 못한다. 이에 본 연구에서는 Fine Turbo를 이용하여 입구 경계 조건으로 무한 경계 조건을 적용하였을 때 발생하는 문제점을 분석하였다. 그리고 무한 입구 경계 조건 대신 캐스케이드 앞에 수축·확산 노즐이나 직선 노즐을 위치시켜 전산 해석을 실시하여 그 특성을 비교, 검토하였다.

• 한국전산유체공학회지
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• 제18권3호
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• pp.26-33
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• 2013

In the present study, unsteady flow simulations of a variable geometry nozzle were conducted using a two-dimensional flow solver based on hybrid unstructured meshes. The variable geometry nozzle is used to achieve efficient performances of aircraft engines at various operating conditions. To describe the motion of the variable geometry nozzle, an algebraic method based on the basis decomposition of normal edge vector was used for the deformation of viscous elements. A ball-vertex spring analogy was used for inviscid elements. The aerodynamic data were obtained for a range of nozzle pressure ratios, and the validations were made by comparing the present results with available experimental data. The unsteady nozzle flows were simulated with an oscillating diverging section and a converging-diverging section. It was found that the nozzle performances are influenced by the nozzle exit flow characteristics, mass flow rate, as well as unsteady effects. These unsteady effects are shown to behave differently depending on the frequency of the nozzle motion.

• 한국전산유체공학회:학술대회논문집
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• 한국전산유체공학회 2004년도 춘계 학술대회논문집
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• pp.178-182
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• 2004

Numerical analysis of a gaseous jet submerged in a liquid environment was carried out using the volume of fluid(VOF) method to simulate the kinematics of the gas-liquid interface. Two nozzle geometries were tested, one for Fanno tube and the other for converging diverging nozzle. Commercial code was used for the present calculation. Transient behavior of a gaseous jet since its start showed periodic nature of the jet, which was also observed in previous measurements.

• 대한기계학회:학술대회논문집
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• 대한기계학회 2007년도 춘계학술대회B
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• pp.2672-2677
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• 2007

An investigation of low Reynolds number flow in nozzles and diffusers which are widely used in the valveless micropump is presented. Flow characteristics in the nozzle and diffuser are explained in view of viscous effect and flow oscillation induced by pumping membrane. These calculation results show that the rectification property of valveless micropump is due to a flow separation in the diffuser and the separation is largely originated from the flow oscillation. Under the assumptions of steady flow velocity profile and flow separation in the diffuser, simplified analytical models are provided to see the dependency of rectification on the micropump geometry. Geometric parameters of channel length, nozzle throat, chamber size, and converging/diverging angle are depicted through the analytical models in low Reynolds number flow, and the prediction and experimental results are compared. This theoretical study can be used to determine the optimum geometry of valveless micropump.