• 대한기계학회논문집B
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• 제41권10호
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• pp.685-691
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• 2017

증기 질량 유량의 변화에 따른 증기 터빈 노즐 단의 등엔트로피 노즐 효율을 계산하였다. 증기상태에 관한 압축성 Navier-Stokes 방정식을 기반으로 삼차원 수치해석 모델이 개발되었다. 두 가지의 삼차원 노즐 형상으로 압력, 온도, 속도, 마하수, 그리고 Markov 에너지 손실 계수가 계산되었다. 노즐 블레이드의 두께가 15mm에서 45mm로 증가함에 따라 최대 효율의 질량 유량은 0.9kg/s에서 1.6kg/s로 증가하였으며 최대 등엔트로피 효율은 각각 96.66%, 97.32%로 계산되었다. 질량 유량에 따른 등엔트로피 노즐 효율과 Markov 에너지 손실 계수를 계산하여 Markov 에너지 손실 계수와 등엔트로피 노즐 효율이 선형적 반비례 관계가 있음을 규명하였다.

• 한국항공우주학회지
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• 제36권8호
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• pp.797-806
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• 2008

본 연구에서는 선형 캐스케이드 실험장치의 유로를 캐스케이드 피치의 두배 넓이로 설정하고 두 개의 블레이드만을 설치하였다. 따라서 동일한 실험장치에서 다수개의 블레이드를 설치하는 경우에 비하여 큰 블레이드에서 실험이 가능하도록 하였다. 아울러 두 개의 블레이드 설치에 따른 주기조건의 어려움을 해소하기 위하여 실험장치 내의 작동유체의 배출이나 꼬리판의 조정을 하지 않아도 주기조건이 되도록 하는 실험장치의 벽면을 설계하였다. 이를 위하여 주기조건에서 얻어진 블레이드 표면에서의 마하수와 동일한 결과가 얻어지도록 목적함수를 설정하였으며, 설계변수로는 벽면의 형상변경과 관련이 있는 12개의 변수를 사용하였다. 벽면의 설계는 기울기 기반의 최적화법을 사용하였으며, 내부유동장의 계산은 상용코드인 CFX-11을 사용하였다. 두 결과의 비교에서 벽면의 조정만으로도 동일한 유동특성이 얻어질 수 있음을 확인하였다.

• 한국항공우주학회지
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• 제36권10호
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• pp.969-978
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• 2008

선형 캐스케이드 실험장치에서 블레이드간에 주기조건을 만족하면서 적은 개수의 블레이드를 적용하는 것은 실험의 정확도 향상뿐만 아니라 실험수행에 여러 장점을 제공한다. 따라서 본 연구에서는 유로를 캐스케이드 피치의 두 배 넓이로 설정하고 두 개의 블레이드만을 설치하였을 때 주기조건이 얻어지도록 하는 벽면의 형상설계에 관한 연구를 수행하였다. 이를 위하여 주기조건에서 얻어진 블레이드 표면에서의 마하수와 동일한 결과가 얻어지도록 목적함수를 설정하였으며, 설계변수로는 벽면의 형상과 관련이 있는 12개의 변수를 선정하였다. 벽면의 설계를 위하여 기울기 기반의 최적화법을 사용하였으며, 목적함수에 민감한 변화를 나타내는 영역의 조정과 가중치를 사용하였다. 이러한 방식으로 얻어진 결과에서 주기조건과 동일한 유동특성이 얻어질 수 있음을 확인하였다.

• 한국항공우주학회지
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• 제43권5호
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• pp.387-395
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• 2015

초음속 흡입구의 부가항력을 계산하는 효율적인 방법을 개발하였으며 이 방법은 상용 유동 해석 소프트웨어인 STAR-CCM+을 사용한 유동 해석 결과를 이용한다. STAR-CCM+는 다면체 형상의 격자를 이용하여 효율적인 3차원 유동 해석을 수행할 수 있다. 세 가지 형상의 흡입구에 대해 두 가지의 유동 마하수와 여러 유량비 조건에 대한 해석을 수행하고 본 방법을 이용하여 부가항력을 계산하였으며 계산 결과를 풍동시험 결과와 비교하여 잘 일치하는 결과를 얻었다. 초임계 조건에 대한 초음속 흡입구 주위의 3차원 유동 해석은 비점성 가정을 사용하고 있지만, 점성 효과를 제외한 것이 부가항력 산출에 큰 영향을 주지 않은 것으로 사료되며 적은 격자와 단순한 경계조건의 사용이 가능하여 격자 생성과 유동 해석에 소요되는 노력과 시간의 절약으로 인해 효율적인 부가항력 산출에 기여했다고 판단된다.

• 한국항공우주학회지
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• 제35권2호
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• pp.143-148
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• 2007

액체 추진 로켓을 구동하는 충동형 터빈은 크기가 작고 가벼워야 하며 큰 출력을 발생시켜야 한다. 충동형 터빈은 초음속 조건에서 작동되기 때문에 유동 특성이 매우 복잡하여 성능 예측은 주로 수치해석에 의존해 왔다. 그러나 신뢰성을 확보하기 위하여는 해석결과를 실험으로 검증하는 과정이 필요하다. 본 연구에서는 설계에 사용되는 주요 변수들의 영향을 확인하기 위하여 회전하는 3차원 축류 터빈을 2차원 형상으로 모사하여 실험하였다. 먼저 노즐 출구에서의 마하수를 측정하였으며, 이론적인 노즐 추력식을 유도하여 터빈 블레이드에 작용하는 깃하중을 계산하였고 측정된 결과와 비교하였다. 또한 추력 계수를 구하고 이를 통해 터빈 출력을 예측하여 설계 요구 조건의 타당성을 확인하였다

• 한국추진공학회지
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• 제3권4호
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• pp.67-74
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• 1999

고체 물체 표면이나 지표면에 초음속 제트가 충돌할 때 발생되는 문제들은 다단 로켓의 분리, 우주공간에서의 도킹, 수직 이/착륙기, 제트 엔진의 배기가스, 가스터빈 블레이드, 지상 로켓 발사 등의 다양한 상황에서 일어나며 이러한 충돌제트의 유동은 아음속과 초음속 혼합영역, 충격파가 교차하는 영역, 팽창파, 난류 전단층 등의 매우 복잡한 구조를 이루고 있는 것으로 알려져 있다. 본 연구에서는 출구마하수 2, 축소-확대형 초음속 노즐을 통해 과소 팽창된 제트가 수직, 경사평판에 부딪힐 때 형성되는 표면압력분포 및 유동가시화 등을 초음속 유동시험장치를 이용하여 연구하였다. 평판에서의 최대압력은 수직일 경우보다 경사졌을 때 훨씬 더 컸으며, 이는 여러 충격파를 통한 압력 회복 때문이다. 또한, 평판이 자유제트의 첫 번째 충격파 셀 내에 위치할 때 과소 팽창비에 따른 표면압력분포는 서로 유사한 경향을 보여주었다.

• 한국군사과학기술학회지
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• 제14권1호
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• pp.147-153
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• 2011

A series of nonequilibrium molecular dynamics(NEMD) simulations are performed to investigate the kinetic energy and velocity distributions of molecules in shock waves. In the simulations, argon molecules are used as a medium gas through which shock waves are propagating. The kinetic energy distribution profiles reveals that as a strong shock wave whose Mach number is 27.1 is applied, 39.6% of argon molecules inside the shock wave have larger kinetic energy than molecular ionization energy. This indicates that an application of a strong shock wave to argon gas can give rise to an intense light. The velocity distribution profiles in z direction along which shock waves propagate clearly represent two Maxwell-Boltzmann distributions of molecular velocities in two equilibrium regions and one bimodal velocity distribution profile that is attributed to a nonequilibrium region. The peak appearing in the directional temperature in z direction is discussed on a basis of the bimodal velocity distribution in the nonequilibrium region.

• Journal of Astronomy and Space Sciences
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• 제24권3호
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• pp.219-226
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• 2007

ACE 위성이 1997년부터 2000년까지 관측한 행성간 충격파들 중에서 WIND 위성에서 관측된 Type II 태양 전파 폭발에 의한 것으로 연관되어지는 행성간 충격파 31개를 선별하였다. 이들 행성간 충격파 발생과 관련된 Type II 전파 폭발이 관측된 후에 행성 간 충격파가 인공위성들에 의해 관측될 때까지의 시간을 측정하여 행성간 충격파가 태양에서 지구까지 전달되는 전달속도를 구하였다. 이 속도와 ACE위성에서 실제 관측된 행성간 충격파의 진행속도를 비교하여 행성간 충격파의 태양 지구간 전파과정은 평균 가속도가 $-1.02m/sec^2$로 감속되는 과정임을 규명하였다. 더 나아가, 이로부터 행성간 충격파의 특성에 따른 행성간 충격파 전달 과정의 감속을 결정하는 가속도 값이 행성간 충격파의 진행속도나 마하수 등과 상관관계가 없음을 밝혀내었다.

• 한국추진공학회:학술대회논문집
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• 한국추진공학회 2008년도 제30회 춘계학술대회논문집
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• pp.263-267
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• 2008

본 연구에서는 헬리콥터 추진시스템의 장착 성능해석 모델링 시 고려하여야 할 흡입구 모델, 블리드 공기 손실, 보기류 시스템 구동에 사용되는 출력 추출 등을 포함한 장착 성능해석을 수행하였다. 흡입구의 압력 손실은 비행마하수와 유량에 따른 압력손실 값으로 나타낸 흡입구 성능 맵을 이용하였다. 추진시스템 장착 성능해석 모델링의 검증을 위해서는 실제 시험데이터와 비교해야 하지만 데이터 확보가 어려워 상용성능해석 프로그램인 GASTURB 해석결과와 비교 하였다. 해석결과 평균오차 0.5% 이내로 본 연구에서 수행한 추진시스템의 장착 성능해석 모델링의 타당성을 검증하였다.

• 한국수소및신에너지학회논문집
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• 제29권4호
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• pp.401-409
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• 2018

A numerical investigation has been conducted to find the effects of pressure losses by struts and rakes, and averaging methods on the performance of a multi-stage axial fan and a multi-stage axial compressor. Struts and rakes which produce pressure losses are installed upstream of the aerodynamic inlet plane in the fan and the compressor rigs. Some of normal stator vanes are substituted with thick vanes with total pressure probes to measure total pressure between stages. Three-dimensional Reynolds-averaged Navier- Stokes equations with $k-{\omega}$ SST turbulence model were applied to analyze the pressure losses by the struts, inlet rakes, and thick instrumented vanes. The hexahedral grids were used to construct computational domain. Inlet pressure losses were evaluated for the compressor as a function of Mach number. The passage pressure losses due to the instrumented vanes were evaluated at the two speed lines in the fan. Total properties, such as pressure and temperature, were evaluated at the exit of the fan and the compressor with two different averaging methods which are area-averaging and mass-averaging, respectively.