• 대한기계학회논문집B
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• 제38권4호
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• pp.279-288
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• 2014

본 연구에서는 고공 환경 모사를 위하여 2차목 초음속 디퓨저를 Normal Shock Model를 이용하여 설계/제작하였다. 2차목 디퓨저의 주요 설계 변수인 2차목 디퓨저의 길이와 직경 변화에 따른 성능 특성을 고찰하기 위하여, 상온 고압 질소 가스를 이용하여 디퓨저 성능 실험을 수행하였다. 다양한 디퓨저 길이에 따른 실험 결과 2차목 디퓨저의 시동 특성은 디퓨저 입구 길이($L_d$)가 증가함에 따라 아주 미세하게 향상되었으나, 2차목 디퓨저 길이비($L_{st}/D_{st}$)와 확대부 길이($L_s$)의 증가에 따라서는 크게 향상되었다. 또한 다양한 디퓨저 직경 변화에 따른 실험 결과, 시동 압력과 진공 챔버 압력은 모두 이론 설계 면적비($A_d/A_{st}$) 근처에서 가장 우수한 성능을 보였다.

• 대한기계학회:학술대회논문집
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• 대한기계학회 2008년도 추계학술대회B
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• pp.2642-2647
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• 2008

Starting characteristics of the axi-symmetric supersonic exhaust diffuser(SED) with a second throat are numerically investigated. Main purpose of this study is to predict theoretical starting pressure of STED using 1-D normal shock theory and to present the range of optimum starting pressure through parametric study with essential design parameters of STED influencing on starting performance. Renolds-Average Navier-Stokes equations with a standard ${\kappa}-{\varepsilon}$ turbulence model incorporated with standard wall function are solved to simulate the diffusing evolutions of the nozzle plume. Minimum(optimum) starting pressure difference of $20{\sim}25%$ between 1-D theory and experimental evidences validated from previous results[5] is also applied to predict those in this system. The analysis results indicate that dominant parameters for diffuser starting in this system is diffuser expansion ratio($A_d/A_t$), which has optimum value 120 and second throat area ratio($A_d/A_{st}$), which has optimum range $3.3{\sim}3.5$.

• 한국추진공학회:학술대회논문집
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• 한국추진공학회 2017년도 제48회 춘계학술대회논문집
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• pp.346-351
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• 2017

본 연구에서는 램 구조물의 각도와 노즐 면적 대비 램 구조물 면적비의 변화에 따른 이차목 디퓨저의 유동 특성에 대한 수치적 연구를 진행하였다. 램 구조물 각도가 증가함에 따라 램 구조물에서 경사 충격파가 강하게 발생하여 모사할 수 있는 고도가 낮아지고 이차목에서의 압력 회복 지점이 뒤로 밀리는 것을 확인하였다. Blockage Ratio가 증가함에 따라 램 구조물 뒤쪽에서 발생하는 재순환 영역이 커지고, 디퓨저 수축부에서 박리가 발생하고, 모사 고도에는 영향이 없다는 것을 확인하였다.

• 한국추진공학회지
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• 제18권5호
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• pp.70-78
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• 2014

고고도 모사를 위한 초음속 이차목 디퓨저의 유동 및 열전달 특성에 대한 수치적 연구를 수행하였다. 디퓨저의 유동 특성에 영향을 주는 작동압력과 형상을 변화시켜 유동 특성과 냉각 특성을 파악하였다. 냉각이 없는 경우 디퓨저가 시동 된 후, 디퓨저 벽과 아음속 구간에서 3,000 K 이상의 고온 구간이 나타났다. 디퓨저에 냉각 시스템을 추가하면 벽면 근처가 냉각되면서 유속이 빨라져 유동 길이가 길어지고 유동 박리와 함께 압력 회복이 급격해진다. 디퓨저 내부에 압력 변화를 가져오는 유동 현상과 함께 heat flux의 경향도 유사하게 나타났다.

• 한국추진공학회:학술대회논문집
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• 한국추진공학회 2011년도 제37회 추계학술대회논문집
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• pp.641-644
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• 2011

축소형 2차목 초음속 디퓨저를 설계/제작하여 디퓨저 주요 설계 변수에 따른 성능 특성 변화를 파악하고자 한다. 디퓨저 주요 설계 변수로 디퓨저 입구 길이(Ld), 2차목 길이(Lst), 확산부 길이(Ls)를 선정하였고, 상온의 질소를 사용한 실험을 통하여 디퓨저 성능 특성을 파악하였다. 실험 결과 디퓨저 입구 길이에 따른 변화는 크게 없었으며, 2차목 길이, 확산부 길이에 따라서 시동압력의 영향이 있었고, 2차목 길이대 2차목 직경비(Lst/Dst)가 8 이상에서는 시동압력의 변화가 없는 것으로 확인되었다.

• 대한기계학회:학술대회논문집
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• 대한기계학회 2000년도 춘계학술대회논문집B
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• pp.520-524
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• 2000

A ejector system is one of the fluid machinery, which has been mainly used as an exhaust pump or a vacuum pump. The ejector system has often been pointed out to have only a limited efficiency because it is driven by pure shear action and the mixing action between primary and secondary streams. In the present work, numerical simulations were conducted to investigate the effects of the geometry and the mass flow ratio of supersonic ejector-diffuser systems on their mixing performance. A fully implicit finite volume scheme was applied to solve the axisymmetric Navier-Stokes equations, and the standard ${\kappa}-{\varepsilon}$ turbulence model was used to close the governing equations. The flow fields of the supersonic ejector-diffuser systems were investigated by changing the ejector throat area ratio and the mass flow ratio. The existence of the second throat strongly affected the shock wave structure inside the mixing tube as well as the spreading of the under-expanded jet discharging from the primary nozzle, and served to enhance the mixing performance.

• 한국추진공학회:학술대회논문집
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• 한국추진공학회 2011년도 제37회 추계학술대회논문집
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• pp.881-884
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• 2011

본 연구에서는 축소형 이차목 초음속 디퓨저를 Normal Shock Theory를 이용하여 설계/제작하여 상온의 질소가스를 이용하여 실험을 수행하였다. 실험 결과 이론식으로 설계된 이차목 초음속 디퓨저의 시동압력은 18%정도의 오차를 보였고, 이는 벽면 마찰 손실에 의한 차이로 보여진다.

• 대한기계학회:학술대회논문집
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• 대한기계학회 2000년도 추계학술대회논문집B
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• pp.485-490
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• 2000

This paper dipicts the computational results for the axisymmetric subsonic/sonic ejector systems with a second throat. The numerical simulations are based on a fully implicit finite volume scheme of the compressible Reynolds-Averaged Navier-Stokes equation in a domain that extends form the stagnation chamber to the ejector diffuser exit. In order to obtain practical design factors for subsonic/sonic ejector systems, the ejector throat area, the mixing section configuration, and the ejector throat length were changed in computations. For the subsonic/sonic ejector systems operating in the range of low operation pressure ratio, the effects of the design factors on the flow are discussed.

• 대한기계학회논문집B
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• 제25권2호
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• pp.269-276
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• 2001

This paper dipicts the computational results for the axisymmetric subsonic/sonic ejector systems with a second throat. The numerical simulations are based on a fully implicit finite volume scheme of the compressible Reynolds-Averaged Navier-Stokes equation in a domain that extends from the stagnation chamber to the ejector diffuser exit. In order to obtain practical design factors for subsonic/sonic ejector systems, the ejector throat area, the mixing section configuration, and the ejector throat length were changed in computations. For the subsonic/sonic ejector systems operating in the range of low operation pressure ratio, the effects of the design factors on the flow are discussed.

• 유체기계공업학회:학술대회논문집
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• 유체기계공업학회 2002년도 유체기계 연구개발 발표회 논문집
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• pp.337-345
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• 2002

The present study addresses a computational result of unsteady gas flow through a critical nozzle. The axisymmetric, unsteady, compressible, Wavier-Stokes equations are solved using a finite volume method that makes use of the second order upwind scheme for spatial derivatives and the multi-stage Runge-Kutta integral scheme for time derivatives. The steady solutions of the governing equation system are validated with the previous experimental data to ensure that the present computational method is valid to predict the critical nozzle flows. In order to simulate the effects of back pressure fluctuations on the critical nozzle flows, an excited pressure oscillation with an amplitude and frequency is assumed downstream of the exit of the critical nozzle. The results obtained show that for low Reynolds numbers, the unsteady effects of the pressure fluctuations can propagate upstream of the throat of critical nozzle, and thus giving rise to the applicable fluctuations in mass flow rate through the critical nozzle, while for high Reynolds numbers, the pressure signals occurring at the exit of the critical nozzle do not propagate upstream beyond the nozzle throat. For very low Reynolds number, it is found that the sonic line near the throat of the critical nozzle remarkably fluctuateswith time, providing an important mechanism for pressure signals to propagate upstream of the nozzle throat, even in choked flow conditions. The present study is the first investigation to clarify the unsteady effects on the critical nozzle flows.