• 제목/요약/키워드: Nozzle flow model

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초음속 불완전 팽창 난류 제트 유동에 관한 수치적 연구 (Numerical Analysis for Under- or Over- Expanded Supersonic Turbulence Jet Flow)

  • 김재수
    • 한국전산유체공학회:학술대회논문집
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    • 한국전산유체공학회 1999년도 춘계 학술대회논문집
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    • pp.85-89
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    • 1999
  • Numerical Analysis has been done for the supersonic off-design jet flow due to the pressure difference between the jet and the ambient fluid. The difference of pressure generates an oblique shock or an expansion wave at the nozzle exit, The waves reflect repeatedly at the center axis and on the sonic surface in the shear layer, and the pressure difference is resolved across these waves interacted with the turbulence mixing layer. In this paper, the axi-symmetric Navier-Stokes equation has been used with two equation $k-{\varepsilon}$ turbulence closure model. The second order TVD scheme with flux limiters, based on the flux vector split by the smooth eigenvalue split, has been used to capture internal shocks and other discontinuities. The correction term for the compressible flow and the damping function are used in the turbulence model. Numerical calculations have been done to analyze the off-design jet flow due to the pressure difference. The variation of pressure along the flow axis is compared with an experimental result and other numerical result. The characteristics of the interaction between the shock cell and the turbulence mixing layer have been analyzed.

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가스터어빈형 연속류연소기의 유동에 관한 연구(II) -연소기내의 유동특성- (A Study on Flow Characterstics of Gas Turbine rvpe Combustor (II) - Flow Characteristics in Combustor -)

  • 이근오;지용욱;김형섭
    • 한국안전학회지
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    • 제4권1호
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    • pp.59-70
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    • 1989
  • This paper deals with the experimental study on the flow characteristics in straight flow can type combustor which has been used for high pressure ratio gas turbine combustor. The author has investigated the effects of swirl number and secondary air hole arrays in axial position on the flow characteristics by adopting the tuft method and 5-Hole Pilot Tube. From these experiments, as the swirl number increases, the results obtained is that the area of recirculation zone becomes wide and the position of vortex-core region approaches to the near of fuel nozzle in the model combustor. The most favourable penetration is obtained when secondary air jet is introduced through the air holes distributed in the form of paralled two rows in axial position of model combustor.

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초음속 막냉각 유동에서 분사 노즐 형상이 냉각성능에 미치는 영향에 관한 수치해석적 연구 (Numerical Study on the Effect of Injection Nozzle Shape on the Cooling Performance in Supersonic Film Cooling)

  • 김상민
    • 한국항공우주학회지
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    • 제44권8호
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    • pp.641-648
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    • 2016
  • 본 연구에서는 수치해석 모델을 기반으로 초음속 막냉각 유동에서 분사 노즐 형상이 냉각성능에 미치는 영향을 분석한다. 노즐의 형상 변수로는 막냉각 노즐의 상부벽면 내외부경사각과 노즐 팁 두께가 고려된다. 해석결과를 통해서, 노즐 상부벽면의 내부경사각이 증가할수록 유량은 감소하지만 유량감소율 대비 막냉각효과 감소는 상대적으로 적음을 확인할 수 있다. 그리고 노즐 상부벽면의 외부경사각과 노즐 팁 두께는 대체적으로 크기가 증가할수록 막냉각 성능을 감소시키지만, 충격파와 막냉각 유동의 간섭이 발생하는 국부적인 영역에서는 냉각성능을 향상시킨다. 이와 같은 해석은 상용소프트웨어인 ANSYS Fluent V15.0을 활용하며, CFD 해석모델은 선행연구의 실험결과와 비교를 통하여 검증된다.

압력비 변화과정이 과팽창 노즐에서 발생하는 횡력 변동 특성에 미치는 영향 (The Effect of the Variation of Pressure Ratio on the Characteristics of Lateral Forces in an Over-Expanded Nozzle)

  • 이종성;김희동
    • 한국추진공학회지
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    • 제14권6호
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    • pp.38-44
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    • 2010
  • 과팽창 상태의 로켓 노즐에서 발생하는 충격파 경계층 간섭 형태는 엔진 시동 및 정지과정 중 예기치 않은 횡력을 수반한다. 본 연구에서는 비정상 노즐 구동 압력비 변화가 유동장의 천이형태 및 횡력 특성에 어떠한 영향을 미치는지 조사하기 위하여 수치해석적 연구를 수행하였다. 비정상, 축대칭, 압축성 N-S 방정식을 유한 체적법으로 이산화 하였으며, 난류모델은 SST k-${\omega}$을 적용하였다. 엔진 정지 및 시동과정을 모사하기 위하여, NPR은 2~10의 범위에서 계산 하였다. 본 연구의 결과로 박리 유동과 히스테리시스 현상은 구동 압력비에 크게 의존하며, 또한 압력비 변동 시간이 횡력 특성에 지대한 영향을 미칠 수 있음을 알았다.

고체로켓 내부에서의 Roll 발생 현상 3D LES (Large Eddy Simulation for the investigation of Roll Development Process in a Solid Rocket Motor)

  • 김종찬;홍지석;염효원;문희장;김진곤;성홍계
    • 한국추진공학회:학술대회논문집
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    • 한국추진공학회 2011년도 제36회 춘계학술대회논문집
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    • pp.253-257
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    • 2011
  • 고체로켓에서 발생하는 vortex shedding 현상 중 인히비터로 인해 발생하는 연소실내 와류(vortex)의 특성을 조사하기 위해 Large Eddy Simulation을 수행하였다. 해석의 결과는 기존 연구자들의 결과와 잘 일치하며 정략적 및 정성적 분석을 수행하였다. 인히비터 후방에서 발생하는 vortex는 Flow-acoustic coupling 에 의해 주기적으로 반복되며 생성, 소멸이 이루어지는 것을 확인 할 수 있었으며, 발생 주기는 연소실내 mode 2의 주파수와 일치하는 것을 확인하였다. 3차원 해석결과 인히비터 후방에서 Roll 발생은 비균일한 노즐 유동을 발생시킨다.

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Laval Nozzle에 대한 $SF^6$ 아크의 열적회복특성 해석 (Analysis of Thermal Recovery Characteristics for $SF^6$ Gas-Blast Arc within Laval Nozzle)

  • 송기동;이병윤;박경엽;박정후
    • 대한전기학회논문지:전기기기및에너지변환시스템부문B
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    • 제51권9호
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    • pp.522-529
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    • 2002
  • In this paper, computer simulations of the physical Phenomena occurring in the arc region before and after current zero were carried out to evaluate the thermal recovery characteristics of a Laval nozzle. A commercial CFD program "PHOENICS" is used for the simulation and the user-coded subroutines to consider the arcing phenomena were added to this program by the authors. The computed results were verified by the comparison with the test results presented by the research group of GE Co.(General Electric Company). In order to investigate the state of the arc region after current zero, the simulation was carried out with three steps. They are steady state arc simulation, transient arc simulation before current zero, and transient hot-gas flow simulation after current zero. The semi-experimental arc radiation model is adapted to consider the radiation energy transport and Prandtl's mixing length model is employed as the turbulence model. The electric field and the magnetic field were calculated with the same grid structure used for the simulation of the flow field. The post-arc current was calculated to evaluate the thermal recovery characteristics after current zero. Compared with the results obtained by GE Co., it has been found that the critical RRRV(ratio of rise of recovery voltage) will be determined previously by this study.his study.

로켓 노즐 공력하중 특성에 대한 고속 풍동시험 (High Speed Wind Tunnel Test on the Aerodynamic Load Characteristics of Rocket Nozzle)

  • 라승호;옥호남;김인선;최성욱
    • 한국항공우주학회지
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    • 제32권9호
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    • pp.35-40
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    • 2004
  • 본 연구에서는 최적화된 스커트 형상을 설계하기 위한 기초 자료를 얻기 위하여 스커트 의 확산각 및 길이 변화에 따른 노즐의 공력하중 특성을 고속 풍동시험을 통하여 조사하였다. 적절한 스커트를 사용하면 없을 때에 비해 김발의 구동력을 1/10 수준까지도 줄일 수 있었으며 시험 결과는 추후 스커트 형상 설계 데이터베이스로 활용하기 위해 정규화 하였다.

영광 3, 4호기 원자로 유동 모델 시험 (YGN 3 & 4 Reactor Flow Model Test)

  • Lee, Kye-Bock;Im, In-Young;Lee, Byung-Jin;Kuh, Jung-Eui
    • Nuclear Engineering and Technology
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    • 제23권3호
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    • pp.340-351
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    • 1991
  • l/5.03 축소 원자로 모델을 이용하여 원자력 발전소 영광 3,4호기를 위한 유동시험을 수행하였다. 이 유동 시험의 목적은 ABB-CE사의 System 80과 영광 3,4호기 원자로 크기의 상대적인 차이로 인해 발생하는 원자로 용기내의 수력학적 영향을 평가하는 것이다. 유동 모델은 상사성 원리에 따라 설계하였다. 이 시험에서 얻은 결과는 노심 입구 유량 분포, 노심 출구 압력 분포, 원자로 입구 노즐에서부터 출구 노즐까지 유동로를 따른 부분 구간 및 전체 압력 손실이다. 이 데이터들은 노심의 열적 여유도 분석에 필요한 입력 자료 제공과 해석적 수력설계 방법의 검증에 이용하게 된다.

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연속주조공정에서의 EMBR의 수치해석 (Numerical analysis of continuous casting process with electromagnetic brake)

  • 김현경;유흥선;유수열
    • 설비공학논문집
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    • 제11권6호
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    • pp.766-773
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    • 1999
  • A numerical analysis has been performed solidification problem using the fixed grid-enthalpy method with enthalpy-porosity relation. A modified standard $k-\varepsilon$ model was applied to describe the influence of turbulent flow. Computational procedures are based on the finite volume method and the non-staggered grid system. Comparisons with the different three experimental results show that applying a modified standard $k-\varepsilon$model in mushyzone is better than the previous computation results. This paper includes another EMBR's influences such as change of velocity field, Increasement of temperature and dispersion of flow out of nozzle into the flow field. These EMBR's influences are compared to case without EMBR.

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고체로켓모터의 축소형 표면분사 시험모델에서의 내부유동 가시화 (Visualization of Internal Flows in Sub-scaled Wall Injection Test model of SRM)

  • 김도헌;조용호;이열;구자예;김윤곤;강문중
    • 한국추진공학회:학술대회논문집
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    • 한국추진공학회 2011년도 제36회 춘계학술대회논문집
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    • pp.225-227
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    • 2011
  • 핀/슬롯 그레인 및 내삽노즐을 가진 고체로켓모터 내부와 동일한 기하학적 형상을 가진 축소형 표면 분사 시험모델을 사용하여 연소유동장을 모사하였다. 내삽노즐 인접부에서의 복잡한 유동패턴에 대한 유동가시화가 수행되었으며, 내부유동들 간의 상호작용으로 추정되는 슬롯 출구에서의 대칭 와류구조 및 원주방향 유동이 나타났다.

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