• Journal of Mechanical Science and Technology
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• 제16권12호
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• pp.1693-1701
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• 2002

The intermittent spray characteristics of a multi-hole and a single-hole diesel nozzle were experimentally investigated. The hole number of the multi-hole nozzle was 5, and the hole diameter of the 5-hole and the single-hole nozzle was the same as d$\_$n/=0.32 ㎜ with the constant hole length to diameter ratio(l$\_$n//d$\_$n/=2.81). The droplet diameters of the spray, including the time-resolved droplet diameter, SMD (Sauter mean diameter) and AMD (arithmetic mean diameter) , injected intermittently from the two nozzles into the still ambient were measured by using a 2-D PDPA (phase Doppler particle analyzer). Through the time-resolved evolutions of the droplet diameter, it was found that the structure of the multi-hole and the single-hole nozzle spray consisted of the three main parts : (a) the leading edge affected by surrounding air. and composed of small droplets; (b) the central part surrounded by the leading edge and mixing flow region and scarcely affected by the resistance of air, (c) the trailing edge formed by the passage of the central part. The SMD decreases gradually with the increase in the radial distance, and the constant value is obtained at the outer region of the radial distance (normalized by hole diameter) of 7-8 and 6 for the 5-hole and single-hole nozzle, respectively. The SMD along the centerline of the spray decrease shapely with the increase in the axial distance after showing the maximum value near the nozzle tip. The SMD remains the constant value near the axial distance(normalized by hole diameter) of 150 and 180 for the 5-hole and the single-hole nozzle, respectively.

• 한국항공우주학회지
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• 제31권1호
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• pp.85-96
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• 2003

로켓 엔진 노즐의 설계에서 동결 유동 해법과 동일한 수치적 특성을 가지는 화학 평형 해석은 노즐의 열역학적 최대 성능을 예측하는 효율적인 설계 도구로 이용될 수 있다. 본 연구에서는 탄화수소 연료 로켓 엔진 설계를 위한 화학적 평형 유동 해석 코드를 개발하였다. 로켓 노즐을 통한 팽창과정에서 일어나는 화학 성분의 재결합 효과와 이에 수반하는 에너지 회복과 같은 열화학적 특징을 이해하기 위하여, KSR-III 로켓 노즐에 대하여 동결유동 해석 및 비평형 유동의 해석과 더불어 화학적 평형 유동 해석을 수행하였다. 유동 해석 결과에 기초한 KSR-III 엔진 성능 평가로부터 노즐에서의 열화학적 특징을 이해할 수 있었으며, 이와 더불어 열화학적인 효과를 고려할 때 출구 면적비를 줄여서 수정된 새로운 노즐 형상이 지상 추력을 증대시키기 위한 적절한 설계임을 확인할 수 있었다.

• 한국추진공학회:학술대회논문집
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• 한국추진공학회 2011년도 제36회 춘계학술대회논문집
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• pp.291-295
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• 2011

복사냉각 방식의 연소기 노즐확장부의 열/구조적인 안정성을 평가하기 위하여 열/구조해석을 수행하였다. 노즐확장부에 적용된 재료는 초내열합금인 니오븀 합금을 사용하였다. 노즐확장부는 확대노즐부에 비하여 팽창비가 크기 때문에 구조물의 사이즈가 연소실이나 확대노즐부에 비하여 상대적으로 크다. 이러한 이유 때문에 노즐확장부의 두께를 최소화 하는 것이 중요하다. 이를 위하여 구조물의 두께를 1.0 mm에서 0.4 mm까지 감소시켜 두께의 변화에 따른 열/구조적인 안정성을 평가하였다. 구조해석결과 0.4 mm 두께의 노즐확장부도 열/구조적으로 안정하게 작동할 수 있음을 보여주었다. 실제 연소기가 작동할 때 발생되는 진동에 의한 영향은 추후에 추가적으로 고려할 예정이다.

• KIEE International Transactions on Electrophysics and Applications
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• 제4C권4호
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• pp.137-141
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• 2004

In this paper, a thermopneumatic PMDS (polydimethlysiloxane) micropump with nozzle/diffuser elements is presented. The micropump is composed of nozzle/diffuser elements as dynamic valves, an actuator consisting of a circular PDMS diaphragm and a Cr/Au heater on a glass substrate. Four PDMS layers are used for fabrication of an actuator chamber, actuator diaphragm by a spin coating process, spacer layer, and nozzle/diffuser by the SU-8 molding process. The radius and thickness of the actuator diaphragm is 2 mm and 30 ${\mu}{\textrm}{m}$, respectively. The length and the conical angle of the nozzle/diffuser elements are 3.5 mm and 20$^{\circ}$, respectively. The actuator diaphragm is driven by the air cavity pressure variation caused by ohmic heating and natural cooling. The flow rate of the micropump in the frequency domain is measured for various duty cycles of the square wave input voltage. When the square wave input voltage of 5 V DC is applied to the heater, the maximum flow rate of the micropump is 44.6 ${mu}ell$/min at 100 Hz with a duty ratio of 80% under the zero pressure difference.

• Agricultural and Biosystems Engineering
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• 제3권1호
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• pp.29-34
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• 2002

Two charging methods of electrostatic nozzle, i.e. induction and ionized field corona charging, were designed and evaluated for orchard sprayer application. An artificial (metallic) target was constructed and used in this experiment. The charge-to-mass ratio for the induction electrode was measured by using the Faraday cage. Two conventional pressure-swirl nozzles have been employed with different orifice diameters under the same experimental operating conditions. A commercial pressure-swirl nozzle with orifice diameter of 1.0 was used for the conventional spray. The diameter of the electrostatic was 0.59 mm. The experiment was carried out for individual nozzle sprays at $0^{\circ}$, $20^{\circ}$ and $50^{\circ}$ oriented angles and three nozzles, sprayed simultaneously at a distance of 1.0 and 2.0 m from the nozzle tip to the target. The nozzles were mounted on a carriage with constant speed of 1.26 km/h with a blower attached. The weighing method was employed to evaluate for the spray deposition, ground loss and estimated drift. The results show more promising for the induction charging method, especially at $20^{\circ}$oriented angle at a distance of 1.0 m from the target for a single nozzle and when all three nozzles were operated simultaneously for spray deposition. The results of the induction charging method show promising with the developed electrostatic technique.

• 한국추진공학회지
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• 제16권2호
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• pp.42-50
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• 2012

열전달 연구의 목적은 온도와 열유속 분포를 보다 정확하게 예측하는 것이다. 이를 위해 상용 CFD 코드인 FLUENT를 사용하여 2종류의 노즐에 대해 질량유속비와 압력비를 계산하였으며, 실험결과와 잘 일치하였다. 또한 1종류의 노즐에 대해 FLUENT를 사용한 노즐 벽면에서의 열전달계수 계산결과는 노즐 축소부에서 실험결과 보다 약간 크게 예측되었으나 확대부에서는 잘 일치하고 있다. Bartz식을 이용한 열전달계수 계산결과는 전체적으로 실험결과 보다 크게 예측되었다. 계산결과가 실험결과와 차이를 보이는 원인은 노즐 내 급가속 유동에 의한 층류화, 난류모델 및 격자구성 등을 고려해 볼 수 있다.

• 한국추진공학회:학술대회논문집
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• 한국추진공학회 2006년도 제26회 춘계학술대회논문집
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• pp.337-340
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• 2006

본 논문은 초음속 제트에서 발생하는 천음속 공명현상에 대한 실험적 연구를 기술한다. 초음속 노즐이 매우 낮은 압력비에서 작동될 때, 노즐내의 확대부에서 충격파가 발생한다. 천음속 공명현상은 이러한 충격파의 불안정한 진동에 의한 강한 음파의 발생에 기인한다. 제트 유동장은 쉴리렌 광학장치를 이용하여 가시화 하였다. 제트유동의 천음속 공명현상을 조사하기 위하여, 음향측정을 수행하였다. 천음속 공명 현상의 음향특성은 스크리치 톤과 비교하였다. 본 연구에서 얻어진 결과에 의하면, 스크리치 톤의 주파수와는 달리, 천음속 톤의 주파수는 노즐 압력비가 증가할수록 증가한다.

• 한국항공우주학회지
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• 제40권8호
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• pp.688-694
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• 2012

본 연구에서는 엔진 노즐 형상이 엔진 Plume의 적외선 신호 특성에 미치는 영향에 대해서 연구하였다. 이를 위해 적외선 신호 감소 효과를 가지는 큰 세장비의 엔진 노즐과 적외선 감소가 요구되지 않는 항공기에 적용되는 일반적인 원통형 형상의 노즐에 대한 형상설계를 수행하였다. 그리고 두 노즐에 대한 열유동해석을 수행하고 두 노즐의 유동장 특성을 비교하였다. 이후 열유동해석 결과를 이용하여 두 노즐에 대한 적외선 신호 해석을 수행하고 그 결과를 분석하였다.

• 한국유체기계학회 논문집
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• 제20권1호
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• pp.21-28
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• 2017

Optimization process of pre-swirl nozzle geometry was conducted to improve the discharge coefficient of pre-swirl system by using CFD. The optimization of pre-swirl nozzle shape covered the converging angle and the location of the converging nozzle. Optimization process included Optimal Latin Hyper-cube Design method to get the experimental points and the Kriging method to create the response surface which gives candidate points. The process was finished when the difference between the predicted value and CFD value of candidate point was less than 0.1 %. This paper compared the Reference model, Initial model which is the first model of optimization and Optimized model to study flow characteristics. Finally, the discharge coefficient of Optimized model is improved about 17 % to the Reference model.

• Nuclear Engineering and Technology
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• 제56권7호
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• pp.2545-2556
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• 2024

In the present study, we investigated the velocity distribution, temperature distribution and condensation characteristics of steam jet issuing from four different orifice nozzles with a Reynolds number of approximately 79,000 using the phase Doppler particle analyzer system and a K-type thermocouple. The steam jet discharged from the orifice nozzle has a wider jet width compared to pipe nozzle because of the vena-contracta which can enhance the mixing of steam jet with the ambient air. Therefore, the orifice jet showed less condensation due to its wideness, resulting in small velocity decay rate and large temperature decay rate due to momentum conservation and decreased latent heat release compared to pipe nozzle, respectively. Also, the wider jet width of the orifice jet resulted in larger velocity and temperature spread rate compared to the pipe jet. In addition, the increase in the aspect ratio of the orifice jet led to more condensation and larger velocity spread rate and temperature spread rate due to both the vena-contracta and axis-switching effect, resulting in the increase of jet entrainment.