• 대한기계학회논문집B
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• 제20권6호
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• pp.1994-2004
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• 1996

Numerical calculation was applied to supersonic under-expanded jets, and compared with the results of a linear theory and other experiments. TVD difference scheme was employed to solve 2-dimensional and axisymmetric inviscid Euler equation. This paper aims to explore the effects of angle of divergence and design Mach number of nozzle on the structure of under-expanded jets. The angle of divergence was varied from 0 to 20 deg. The results show that the length of the first cell of the under-expanded jets decreases and Mach disk generates at lower nozzle pressure ratio, if the angle of divergence or design Mach number of nozzle increases. The distance from the nozzle exit to Mach disk in 2-dimensional jets becomes much larger than that of axisymmetric jets, and the widths of the jet boundary and the barrel shock wave are also larger than that of axisymmetric jets. Calculation results indicate that the configuration of the under-expanded jets is strongly dependent on the nozzle pressure ratio.

• 한국추진공학회지
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• 제4권4호
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• pp.70-77
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• 2000

초음속 2단벨노즐(SDBN)은 종래의 축소확대형 초음속 노즐의 벽면에 변곡점을 설치하여, 비행체의 고도에 따른 노즐내부의 유동특성을 조절하기 위한 새로운 개념의 추진노즐이다. 본 연구에서는 이러한 SDBN의 유용성과 유동특성을 조사하기 위하여 축대칭 Navier-Stokes 방정식을 유한체적법으로 수치계산하였다. 본 연구의 결과로부터 SDBN의 Base 노즐의 길이는 SDBN 내부에서 발생하는 충격파 시스템에 영향을 미칠 뿐만 아니라, 노즐 유동의 박리위치가 변곡점에 고착되는 넓은 범위의 압력비가 존재한다는 것을 알았다. 또 SDBN의 최대추력은 노즐출구에서 유동이 적정팽창 상태일 때 발생한다는 것을 알았다.

• 대한기계학회:학술대회논문집
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• 대한기계학회 2001년도 춘계학술대회논문집E
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• pp.107-112
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• 2001

The effect of ambient gas (steam) condensation on swirl spray characteristics were studied experimentally for low subcooling condition of the liquid. The configuration of the liquid(water) sheet and the breakup modes were examined. Also variation of the discharge coefficient, breakup length, local and the cross-sectional area-averaged SMD of droplets with the liquid flow(injection) rate were obtained. The perforation breakup mode appears dominant with condensation while the aerodynamic wave breakup mode is dominant without condensation(in the air environment). The discharge coefficient, breakup length and the mean drop sizes decrease in a same manner with increasing of the liquid flow rate for both cases(with and without condensation). The condensation effects are insignificant with the discharge coefficient. However, the local and cross-sectional area-averaged SMD are larger and the breakup length becomes shorter in the steam environment. The spray angle predicted from the volumetric flux distribution along the radial direction of the sprays in the steam environment becomes larger with condensation.

• 대한기계학회논문집
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• 제18권3호
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• pp.701-706
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• 1994

The discharge coefficients of critical sonic nozzles were obtained in a high pressure gas flow standard system, which was a gravitational weighing system. The discharge coefficients of critical sonic nozzle farbricated according to ISO specifications are in good agreement with ISO correlation. The discharge coefficients for small inlet radius decrease significantly as the inlet length become short due3 to separation at the sharp-edged inlet. For nozzles having long inlet radius, the effects of inlet length on the discharge coefficients were relatively small, but the effects become significant at the short inlet length. The effect of separation at the sharp-edged inlet is stronger than that of the boundary layer growth. The experimental results support that the shape of critical sonic nozzles suggested by ISO specifications is excellent.

• Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
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• 제35권6호
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• pp.814-819
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• 2011

연소기에서의 배기저감과 효율향상을 위하여 순 산소 버너에 대한 많은 연구가 진행되고 있다. 본 연구에서는 일 초점 산소버너의 개념을 제시하며 연료인 메탄과 산화제인 산소의 혼합정도를 분석하기 위하여 연소를 제외한 유동혼합거동을 고찰하였으며, 연소를 포함했을 때의 연소특성을 분석하기 위하여 일 단계 반응을 고려한 연소 모델을 적용하여 연소거동을 분석하였다. 계산조건은 버너 노즐의 중심에 산소가 공급되고 그 주위로 메탄이 그리고 그 외곽으로 산소가 공급되는데 그 유량을 1:2:3이 되도록 하였으며, 초점거리를 100mm에서 500mm까지 4등분하여 유동과 연소를 계산하여 혼합의 정도와 온도 분포를 비교분석하였다. 계산결과 유동의 경우 초점거리가 짧을수록 긴 혼합유동을 보여주며, 화염의 경우 300mm일 때 가장 넓게 확산되었으며 화염의 길이도 가장 크게 나타났다.

• 한국항공우주학회지
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• 제36권8호
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• pp.774-779
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• 2008

마이크로 초음속 제트유동 특성에 관한 실험적 연구가 이루어졌다. 노즐 출구직경이 440 ${\mu}m$인 음속노즐과 노즐 출구직경이 800 ${\mu}m$이고 노즐출구 마하수가 2.0인 Laval 노즐이 파이렉스 관을 이용 제작되어 실험에 사용되었다. 슐리렌 유동가시화와 유동장의 피토압력 분포가 측정되었다. 제트유동의 대표적인 특성인 유동장의 초음속 길이, 제트코어 길이, 속도장의 상사성 및 제트경계의 확산도가 관찰되었다. 실험결과는 보다 높은 레이놀즈수의 초음속 제트유동에 대한 과거 관찰결과와 비교분석 되었으며, 마이크로 제트유동의 전체적인 유동특성은 제트코어 길이와 제트경계 확산특성을 제외하고는 높은 레이놀즈수의 제트유동 특성과 정성적으로 유사함이 확인되었다.

• 한국추진공학회지
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• 제10권3호
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• pp.41-47
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• 2006

로켓 연소기에서 음향 공명기의 음향 동조에 미치는 평균 유동 및 노즐 감쇠 효과를 수치해석적으로 연구하였다. 본 연구에서는 분사기가 연소실내 음향 감쇠를 위한 공명기로서 사용된다. 연소실내 평균 유동의 마하수가 증가함에 따라 제 1 접선 방향 모드의 공진 주파수가 미약하게 감소하였으나 최적의 분사기 동조 길이는 거의 변화가 없었다. 노즐 감쇠는 공진 주파수나 최적 동조 길이에 영향을 미치지 못하며, 다만 음향 진동 진폭을 변화시킬 뿐이었다. 이러한 결과로부터, 평균 유동과 노즐 감쇠가 음향 공 동조에 미치는 영향은 미미함을 알 수 있었다. 분사기의 장착 개수가 증가할수록 음향 진동 진폭이 감소하였으나, 분사기와 연계된 새로운 음향 모드가 발생함을 알 수 있었다.

• 한국항공우주학회지
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• 제35권4호
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• pp.281-286
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• 2007

노즐 목과 출구의 면적비가 1.8인 소형 2차원 초음속 노즐에 대해서 Navier-Stokes 방정식을 수치계산으로 풀었다. 압력비와 노즐 확대부 길이를 변화시킨 경우에 대해서 해석하여 노즐 안과 출구 근처에서 충격파 구조를 살펴보았고 특히 노즐 목 근처에서 발생하는 불규칙한 압력 분포의 특성을 노즐 목 근처의 기하학적 모양에 근거해서 규명하였다. 각각 독립적으로 표준형 노즐에서 압력비를 변화시킨 경우와 압력비를 고정하고 확대부의 노즐 길이를 변화시킨 경우 사이에 서로 유사한 충격파 구조 변화가 관찰되었고 여기에서 한 개의 경사 충격파로 오인될 수 있는 서로 다른 경사 충격파에 의해 만들어지는 수직 충격파도 포착하였다.

• 한국추진공학회지
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• 제17권2호
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• pp.94-104
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• 2013

본 수치해석 연구는 초음속 항공기에 적용되는 이차원 축소-확대 노즐의 기계적인 피치 편향각 변화에 따른 추력편향노즐의 특성을 이해 하고자 수행 되었다. 수치해석은 Fluent를 이용하여 진행되었으며 해석결과는 동일한 조건에서의 실험결과와 비교검토 하였다. 노즐의 피치 편향각은 $0^{\circ}$와 $20^{\circ}$로 각각 설정하였으며 피치 플랩의 길이를 노즐 출구 높이의 0.5배에서 2.5배까지 설정하여 피치플랩의 길이에 따른 편향효율과 유동특성을 분석하였다. 연구결과 피치플랩의 길이에 따라 피치추력의 변화가 크게 나타났으며, 이러한 피치추력변화는 피치플랩 길이비의 변화에 따라 노즐 내부에서 발생하는 충격파의 상호 간섭현상에 의해 좌우됨을 알 수 있었다.

• 한국추진공학회:학술대회논문집
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• 한국추진공학회 2005년도 제25회 추계학술대회논문집
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• pp.34-39
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• 2005

본 논문에서는 3차원 초음속 노즐 형상 변수에 따른 부분입사형 터빈의 유동 및 성능 특성을 알아보기 위하여 3차원 노즐 형상 변수를 노즐 모양 및 노즐 출구 단면 형상으로 설정하여 전산해석을 실시하였다. 먼저 노즐 모양에 따른 유동 및 성능 특성을 비교해 본 결과, 사각형 노즐이 원형 노즐보다 축방향 간극내에서 발생하는 전압력 손실이 적었으며, 이로 인하여 파워가 약 1.5% 증가하였다. 다음으로 사각형 노즐출구단면의 면적에 따른 유동 및 성능 특성을 비교해 본 결과, 노즐 출구 단면과 로터의 hub/tip 사이의 간극과 노즐간의 간격이 터빈 성능에 크게 영향을 줌을 확인할 수 있었다.