• Advances in aircraft and spacecraft science
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• 제6권6호
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• pp.515-528
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• 2019

The structural vibrations of a flat plate induced by fluctuating wall pressures within wall-bounded transonic jet flow downstream of a high-aspect ratio rectangular nozzle are simulated. The wall pressures are calculated using Hybrid RANS/LES CFD, where LES models the large-scale turbulence in the shear layers downstream of the nozzle. The structural vibrations are computed using modes from a finite element model and a time-domain forced response calculation methodology. At low flow speeds, the convecting turbulence in the shear layers loads the plate in a manner similar to that of turbulent boundary layer flow. However, at high nozzle pressure ratio discharge conditions the flow over the panel becomes transonic, and the shear layer turbulence scatters from shock cells just downstream of the nozzle, generating backward traveling low frequency surface pressure loads that also drive the plate. The structural mode shapes and subsonic and transonic surface pressure fields are transformed to wavenumber space to better understand the nature of the loading distributions and individual modal responses. Modes with wavenumber distributions which align well with those of the pressure field respond strongly. Negative wavenumber loading components are clearly visible in the transforms of the supersonic flow wall pressures near the nozzle, indicating backward propagating pressure fields. In those cases the modal joint acceptances include significant contributions from negative wavenumber terms.

• 한국추진공학회지
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• 제25권3호
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• pp.42-55
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• 2021

본 연구에서는 중심선 방정식 선정에 따른 노즐 성능 영향성을 확인하고자 하였다. 곡선 방정식과 설계 형상 파라미터를 활용하여 S-형 노즐 3조와 Double S-형 노즐 3조를 설계하였고 노즐 차폐 성능은 차폐율 정의를 이용하여 평가하였다. 그리고 내부 유동을 분석하기 위해 속도 분포도와 압력분포도로 특성을 연구하였고, 노즐 성능 계수로는 총 추력 비(f)와 노즐 단열 효율계수(η)를 통해 노즐의 성능을 평가하였다. 중심선에 따른 S-형 노즐의 성능 영향성을 분석한 결과 출구에서 급격한 곡률 변화가 있는 중심선은 노즐 성능이 우수한 반면 차폐율이 낮은 특징이 있다. 반면에 입구에서 급격한 곡률 변화가 있는 중심선은 노즐 성능이 낮아지고 차폐율이 높은 특징이 있다. Double S-형 노즐은 첫 번째 곡률에서 완만한 특징을 보이는 중심선을 사용하는 것이 노즐 성능과 차폐율이 우수하였다.

• 한국자동차공학회논문집
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• 제16권5호
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• pp.49-59
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• 2008

The effects of design parameters on the pellet transport rate in the ejector system which is widely used in the production processes of automotive parts were investigated experimentally. The primary nozzle geometry, the area ratio (R) of nozzle exit cross-sectional area to mixing chamber cross-sectional area and the distance (S) from primary nozzle exit to mixing chamber entrance were considered as the design parameters. The area ratios of the primary nozzle were varied from R=0.10 to R=0.25, 0.30, 0.40 and 0.55. The primary nozzle was positioned at the non-dimensional distance (S/D) of 1.30, 1.87, 2.44, 3.00 and 3.75, normalized using the mixing chamber diameter (D). The design parameters were determined to run with high efficiency by measuring the pellets transport rate. The geometry and the area ratio (R) of the primary nozzle had an effect on the pellet transport rate of the ejector system, and the area ratio of R=0.3 was carefully selected after taking the minimum fluidization velocity and transport rate of applied pellets into account. The higher pellet transport rate with the variation of the distance (S/D) was observed at S/D of 2.44.

• 한국추진공학회:학술대회논문집
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• 한국추진공학회 2010년도 제34회 춘계학술대회논문집
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• pp.335-338
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• 2010

A recent study for tracing the profiles of supersonic axisymmetric Minimum Length Nozzle with uniform and parallel flow at the exit section, the stagnation temperature is taken into account. The aim of this work is to add optimization algorithm to the supersonic nozzle design in order to get the optimum nozzle shape. The comparisons of the nozzle contours based on the method of characteristics are presented. The specific heats and their ratio vary with the stagnation temperature when this temperature of a perfect gas increases. An application is made for air in a supersonic nozzle.

• 한국추진공학회:학술대회논문집
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• 한국추진공학회 2017년도 제48회 춘계학술대회논문집
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• pp.682-685
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• 2017

본 연구는 비원형 Effervescent Type 이유체 노즐의 분사 특성을 조사하기 위한 실험적 연구를 수행하였다. 이를 위해 거의 동일한 노즐 출구 면적으로 가공한 2종류의 비원형 노즐 (E1, E2)과 1종류의 원형 노즐 (C)을 대상으로 비교 실험을 진행하였다. 이때 노즐에 장착된 Aerorator는 노즐 출구 면적과의 Aspect Ratio를 맞추기 위해 지름이 다른 3종류를 사용하였다. 따라서 각 노즐마다 3가지의 Aspect Ratio에 따라 3번의 실험을 진행하였으며, 전체 총 9종의 실험이 진행되었다. 실험은 Liquid의 유량을 고정시킨 후, 유입되는 Air의 양을 제어하며 진행하였으며, 노즐 내부 압력과 액적의 크기 (SMD)를 측정하고 노즐에서 분사 이미지를 촬영하였다. 이를 통해 3종의 노즐의 유량 계수를 압력 분무방정식과 Jedelsky 방정식을 비교 계산하였고, Jedelsky 방정식이 약 4배 정도 더 큰 값을 갖는 것을 확인하였다. 노즐에서 분사되는 SMD는 원형보다 비원형에서 더 작은 값을 갖는 것으로 나타났으며, 이는 유량 계수 값의 차이 의해 야기된 것으로 예상된다.

• 한국추진공학회지
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• 제22권6호
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• pp.19-27
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• 2018

본 논문에서는 E-D 노즐 공압 실험 연구의 선행 연구로써, 노즐 압력비에 따라 변화하는 E-D 노즐특성 파악을 위한 해석적 연구가 수행되었다. 설계 변수 중, 핀틀 변곡 각도를 하나의 변수로 하여 서로 다른 세 가지 수치해석 모델을 설계하였다. 노즐 압력비가 낮을 때는 E-D 노즐 내부로 외부 대기가 유입되어 개방 유동장이 형성되었다. 노즐 압력비가 높아짐에 따라 노즐 내부에 재순환 영역이 고립되는 폐쇄 유동장으로 유동 천이가 발생함을 확인하였다. 또한, 전체 노즐 압력비 구간에서 핀틀 변곡 각도가 높은 해석 모델에서 가장 높은 추력 계수가 도출되었다.

• 한국분무공학회지
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• 제13권4호
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• pp.200-205
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• 2008

Spray formation mechanism was controlled by a cavitation inside an injection nozzle. Nozzle geometry affects spray characteristics and formation behavior, which could determine engine performance and pollutant formation. A study was carried out on the influence of aspect ratio on cavitation inside a nozzle. The cavitation model available in Star-CD code was used to obtain cavitation behavior inside nozzle, which was compared with previous experimental results. In this paper, a CFD approach combining multiphase Volume-of-Fluid(VOF) and k-model was applied. The numerical results are similar with the experimental results.

• 한국추진공학회지
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• 제13권5호
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• pp.7-14
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• 2009

공기를 이용한 초음속 터빈 설계성능 검증방법을 해석적, 시험적으로 고찰하였다. 성능시험기 설계를 위한 터빈상사조건 및 노즐 면적비 관계를 도출하였으며 실형상 노즐을 적용한 터빈과의 성능비교를 전산유동해석 및 성능시험을 통해 수행하였다. 도출된 설계 상사조건을 이용하여 시험용 노즐 블록을 설계할 경우, 설계 성능을 정확히 예측됨을 전산 유동해석을 통해 확인하였으며 시험을 통해 검증하였다. 아울러 초음속 충동형 터빈의 설계성능 측정은 시험용 노즐 뿐 아니라 실형상 노즐을 통해서도 가능하며 이 경우 시험용 노즐의 상사 압력비와 속도비에서 설계 성능이 나타남을 확인할 수 있었다.

• Journal of Mechanical Science and Technology
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• 제17권12호
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• pp.2107-2115
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• 2003

A supersonic dual coaxial jet has been employed popularly for various industrial purposes, such as gasdynamic laser, supersonic ejector, noise control and enhancement of mixing. Detailed characteristics of supersonic dual coaxial jets issuing from an inner supersonic nozzle and outer sonic nozzles with various ejection angles are experimentally investigated. Three important parameters, such as pressure ratios of the inner and outer nozzles, and outer nozzle ejection angle, are chosen for a better understanding of jet structures in the present study. The results obtained from the present experimental study show that the Mach disk diameter becomes smaller, and the Mach disk moves toward the nozzle exit, and the length of the first shock cell decreases with the pressure ratio of the outer nozzle. It was also found that the highly underexpanded outer jet produces a new oblique shock wave, which makes jet structure much more complicated. On the other hand the outer jet ejection angle affects the structure of the inner jet structure less than the pressure ratio of the outer nozzle, relatively.

• 대한기계학회논문집A
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• 제25권4호
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• pp.564-573
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• 2001

The mechanical properties of short carbon/glass fiber reinforced polypropylene are experimentally measured as functions of fiber content and nozzle diameter. Also, these properties are compared with the survival rate of reinforced fibers and fiber volume fraction using image analysis after pyrolytic decomposition. The survival rate of fiber aspect ratio as well as fiber volume fraction is influenced by injection processing condition, the used materials and mold conditions such as diameter of nozzle, etc. In this study, the survival rate of fiber aspect ratio is investigated by nozzle size variations in injection/mold sides. It is found that the survival rate of glass fiber is higher that the survival rate of glass fiber is higher than that of carbon fiber. Both tensile modulus and strength of short-fiber reinforced polypropylene are improved s the fiber volume fraction and nozzle diameter are increased.