• 한국항공우주학회지
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• 제43권6호
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• pp.479-487
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• 2015

반사식 충격관 터널에서의 노즐의 정체조건은 반사충격파 이후의 유동조건에 해당된다. 반사식 충격관 터널에서 반사충격파 이후의 유동조건을 계산할 때, 노즐이 없는 충격관 튜브와는 달리, 노즐방향으로의 흐름을 고려하여야 한다. 본 연구에서는 노즐목의 크기에 따른 반사충격파 이후의 조건, 즉 노즐 정체실 조건의 특성을 이론적, 실험적, 그리고 수치해석적으로 다루었다. 노즐목의 크기가 증가할수록 정체실의 조건이 감소함을 알 수 있으며, 노즐목에 대한 피작동부의 면적비가 4.5인 조건에서도 정체실의 정상압력이 잘 형성됨을 알 수 있었다.

• 한국추진공학회지
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• 제25권6호
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• pp.20-28
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• 2021

극초음속 유동 시험에 활용되고 있는 충격파 터널 등은 원하는 시험 조건을 얻기 위해 격막의 파열 압력비를 맞추어 운용한다. 주로 금속 재질로 이루어진 격막은 정확한 압력비를 맞추기 위해 특정 형태로 가공하거나 강제 파열 장치를 사용하여 개방한다. 격막의 개방 과정은 수백 microsecond 동안 파열과 변형을 통해 이루어지는데, 동일한 압력비에서도 개방 정도와 개방 소요 시간에 따라 시험 조건이 달라질 수 있을 것으로 예상된다. 본 연구에서는 격막의 두께 및 재질 차이를 반영할 수 있는 파열모델을 적용하여 수치 해석을 수행하고 충격파의 형성과 정체 조건의 특성에 대해 살펴보았다. 격막 파열로 인해 생성된 충격파의 속도는 격막 개방 속도에 비례하였으며, 격막의 최종 개폐율 및 소요 시간에 따라 저압관 끝단에 형성되는 정체 압력과 시험 시간에 차이가 나타나는 것을 확인할 수 있었다.

• 한국전산유체공학회:학술대회논문집
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• 한국전산유체공학회 2000년도 춘계 학술대회논문집
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• pp.39-44
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• 2000

Two-dimensional Navier-Stokes codes are used to simulate the shock tunnel in Konkuk university. In order to design experiments in impulse facilities properly and to interpret data from such facilities, it is necessary to understand how the flow approaches steady state. This is done by determining the transient flow field and flow establishment time around a given model. This will be accomplished by developing appropriate CFD codes which solve the Navier-Stokes equations, and simulating the starting process and resulting unsteady viscous flow phenomena. The starting process in a shock tunnel consists of multiple shock interactions and contact discontinuities, which are difficult to solve with the classical shock capturing schemes. A recently developed high resolution scheme is adapted for resolving the unsteady phenomena of those multiple shock interactions and contact surfaces during the starting process. The bifurcation phenomenon due to the interactions of the reflected shock from the end of the shock tube with the boundary layer generated by the incident shock becomes of particular interest. By comparing with the experiment results, the accuracy of the numerical analysis is validated and it is demonstrated that the properties which can hardly be obtained through the experiment can be estimated.

• 대한기계학회논문집B
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• 제21권1호
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• pp.89-98
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• 1997

Compression waves propagating in a high speed railway tunnel impose large pressure fluctuations on the train body or tunnel structures. The pressure fluctuations can cause ear discomfort for the passengers and increase the aerodynamic resistance of trains. As a fundamental research to resolve the pressure wave phenomenon in the tunnel, a steady theory of Chester-Chisnell- Whitham was applied to a simple shock tube with a sudden cross-sectional area reduction to model trains inside the tunnel. The results of the present theoretical analysis were compared with the experiments of the shock tube. The results show that the reflected compression wave from the model becomes stronger as the strength of incident compression wave and the blockage ratio increase. However, the compression wave passing through the model is not strongly dependent on the blockage ratio. The theoretical results are in good agreement with the experiments.

• 대한기계학회논문집B
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• 제21권9호
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• pp.1139-1148
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• 1997

Compression waves propagating in a high-speed railway tunnel develops large pressure fluctuations on the train body or tunnel structures. The pressure fluctuations would cause an ear discomfort for the passengers and increase the aerodynamic resistance of trains. As a fundamental research to resolve the pressure wave phenomenon in the tunnel, experiments were carried out by using a shock tube with an open end. A blockage to model trains inside the tunnel was installed on the lower wall of shock tube, thus forming a sudden cross-sectional area reduction. The compression waves were obtained by the fast opening gate valve instead of a conventional diaphragm of shock tube and measured by the flush mounted pressure transducers with a high sensitivity. The experimental results were compared with the previous theoretical analyses. The results show that the ratio of the reflected to the incident compression wave at the sudden cross-sectional area reduction increases but the ratio of the passing to the incident compression wave decreases, as the incident compression wave becomes stronger. This experimental results are in good agreements with the previous theoretical ones. The maximum pressure gradient of the compression wave abruptly increases but the width of the wave front does not vary, as it passes over the sudden cross-sectional area reduction.

• 한국항공우주학회지
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• 제34권2호
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• pp.11-16
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• 2006

충격파관을 이용하여 NACA와 이중쐐기 날개 주변의 천음속 유동에 대한 실험적 연구가 수행되었다. 벽면효과와 반사충격파의 영향을 최소화하기 위해 슬랏벽과 챔버를 가지는 실험부가 설계되었으며 이를 통해 충격과관을 비교적 높은 레이놀즈수의 천음속 유동을 발생시키는 간단하고 경제적인 풍동장치로 이용하고자 하였다. 열기류 마하수 0.80~0.84, 레이놀즈수 약 $1.2{\times}10^6$ 받음각 $0^{\circ}$ 와 $2^{\circ}$의 유동 조건에서의 천음속 날개 유동은 섀도우그래프법에 의해 가시화되었다. 날개 주변의 충격파 분포는 기존의 일반 천음속 풍동 실험의 결과와 비교되었다. 실험결과는 본 실험에 사용된 충격파관은 실험 마하수 범위와 날개에 대해 천음속 풍동으로서의 유효한 성능 특성을 나타내었다.

• 대한기계학회논문집
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• 제13권3호
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• pp.547-553
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• 1989

본 연구에서는 작동유체로서 수증기와 거동이 유사한 습공기를 대기 흡입식 풍동을 사용하여 원호 노즐로서 팽창시키는 경우에 대하여 응축충격파가 발생하는 흐름이 측정부내에 쐐기를 설치하여 발생시킨 경사충격파에 미치는 영향에 대해 실험적으로 조사하였다.

• 터널과지하공간
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• 제22권1호
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• pp.69-76
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• 2012

본 논문은 폭약의 폭발현상을 이용한 폭발용접, 폭발성형과 충격분말고화기술의 기본적 원리와 실험방법, 실험결과에 대하여 기술한다. 타이타늄(Ti)과 스테인레스 강(Stainless steel, SUS 304) 판재의 폭발용접 실험결과, 두 재료 접촉면의 단면에서는 연속적인 젯(jet)모양의 파형이 관찰되었고, 두 금속판재의 설치 경사각도가 $15{\sim}20^{\circ}$ 이고 접착속도가 2,100~2,800 m/s인 경우에 최적의 접합조건을 보였다. 알루미늄(Al) 판재를 이용한 폭발성형 실험과 전형적인 가압성형 실험 결과를 비교분석하여, 폭발성형의 경우가 큰 곡률변형을 보여 가공성이 우수한 것으로 확인되었다. 끝으로 금속과 세라믹의 혼합분말($Fe_{11.2}La_2O_3Co_{0.7}Si_{1.1}$)에 대한 충격고화 실험법을 제안하고 실험을 수행한 결과, 고화체의 표면과 내부에 균열이 확인되지 않았으며 세라믹입자와 금속입자들의 강한 미세조직 결합이 형성되었다. 또한 충격분말고화실험에서 발생되는 폭약의 폭발에 의한 폭굉파와 수중 충격파의 전파 및 간섭현상을 분석하기 위하여 LS-Dyna 3D를 이용한 동적해석을 수행하였다. 그 결과, 물용기 내 벽면에서 반사된 수중충격파가 중앙부에서 중첩되어 폭약의 폭발압력보다 높은 20 GPa의 수중 충격압을 보여, 물용기 내부형상의 중요성을 입증하였다.