• 제목/요약/키워드: Shock wave.

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초음속 공동유동에서 발생하는 압력변동의 제어 (Control of the Pressure Oscillations in Supersonic Cavity Flows)

  • 이영기;정성재;김희동
    • 한국추진공학회:학술대회논문집
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    • 한국추진공학회 2005년도 제25회 추계학술대회논문집
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    • pp.117-120
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    • 2005
  • 본 연구에서는 초음속 공동 주위에서 발생하는 비정상 유동현상을 이해하고, 공동시스템이 설치된 장치의 성능 및 안정적인 운전을 방해할 수 있는 공동유동의 압력진동을 제어할 수 있는 방법을 제시한다. 사각형의 공동을 지나는 초음속 유동장은 3차원 비정상 압축성 Wavier-Stokes 방정식에 완전 내제적 유한체적법 및 large eddy simulation을 적용하여 수치모사하였다. 수치계산은 공동전단 근처에 설치된 삼각돌기나 블로잉 제트가 초음속 공동유동장의 유동특성에 미치는 영향을 조사하였다. 본 수치계산 결과로부터 이러한 제어방법들이 특히 공동후단 부근에서 발생하는 강한 압력진동을 억제하는데 효과가 있음을 알 수 있다.

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Study of the Supersonic Ejector-Diffuser System with a Mixing Guide Vane at the Inlet of Secondary Stream

  • ;;김희동
    • 한국추진공학회:학술대회논문집
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    • 한국추진공학회 2011년도 제37회 추계학술대회논문집
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    • pp.182-186
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    • 2011
  • Ejector-diffuser system has long been used in many diverse fields of engineering applications and it has advantages over other fluid machinery, because of no moving parts and structural simplicity. This system makes use of high-pressure primary stream to entrain the low-pressure secondary stream through pure shear actions between two streams. In general, the flow field in the ejector-diffuser system is highly complicated due to turbulent mixing, compressibility effects and sometimes flow unsteadiness. A fatal drawback of the ejector system is in its low efficiency. Many works have been done to improve the performance of the ejector system, but not yet satisfactory, compared with that of other fluid machinery. In the present study, a mixing guide vane was installed at the inlet of the secondary stream for the purpose of the performance improvement of the ejector system. A CFD method has been applied to simulate the supersonic flows inside the ejector-diffuser system. The present results obtained were validated with existing experimental data. The mixing guide vane effects are discussed in terms of the entrainment ratio, total pressure loss as well as pressure recovery.

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이중목 노즐을 이용한 추력벡터 제어에 관한 기초적 연구 (A Fundamental Study of Thrust-Vector Control Using a Dual Throat Nozzle)

  • 신춘식;김희동
    • 한국추진공학회지
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    • 제14권6호
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    • pp.25-30
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    • 2010
  • 최근 이중목 노즐(Dual Throat Nozzle, DTN)을 사용하여 추진체의 추력을 제어하는 방법이 많은 주목을 받고 있다. 이중목 노즐은 공동을 사이에 두고 두 개의 노즐 목을 가지도록 설계된다. 본 연구에서는 DTN의 유동특성을 조사하기 위하여, 수치해석적인 방법을 적용하였으며, 2차 유동의 질량유량과 노즐 압력비를 변화시켰다. 수치해석에서는 2차원, 압축성 Navier-Stokes 방정식을 풀기 위하여, 유한체적법을 적용하였다. 그 결과 본 수치해석은 실험결과를 잘 예측하였으며, DTN을 이용한 추력벡터 제어는 추력계수와 유출계수의 항으로 상세하게 설명하였다.

보조공동을 이용한 초음속 공동내부의 압력진동 저감에 관한 연구 (A Study on the Reduction of Supersonic Cavity Pressure Oscillations Using a Sub-Cavity System)

  • 신춘식;정준창;;김희동
    • 한국추진공학회지
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    • 제13권5호
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    • pp.41-47
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    • 2009
  • 2차원 초음속 공동유동에서 발생하는 압력진동을 제어하기 위한 목적으로, 본 연구에서는 수치해석적 연구를 수행하였다. 본 계산에서는 압력진동을 제어하기 위하여 보조공동의 형상을 변화시켰으며, 유동의 마하수를 1.50, 1.83 그리고 2.50로 변화시켰다. 그 결과, 보조공동은 압력진동을 상당히 감소시켰으며, 압력진동의 제어효과는 유동의 마하수와 보조공동의 상세형상에 크게 의존함을 알았다.

초음속 지상 추진 시험설비의 기본설계 (Preliminary Design of Supersonic Ground Test Facility)

  • 이양지;차봉준;양수석;김형진
    • 한국추진공학회:학술대회논문집
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    • 한국추진공학회 2003년도 제21회 추계학술대회 논문집
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    • pp.13-19
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    • 2003
  • 램제트 및 스크램 제트 엔진의 개발을 위한 초음속 지상 추진 시험설비는 고고도, 고속 비행 조건을 모사하기 위해 고도 및 마하수에 따른 공기의 전압력과 전온도, 연소실 유입공기의 산소 농도 및 비열비 등의 조건을 구현할 수 있어야 한다. 그리고 비행체에서 발생하는 경사충격파의 영향을 모사할 수 있어야 한다. 본 연구에서 설계한 지상 추진 시험 설비는 초음속 자유 제트 불어내기(Supersonic free-jet blowdown)방식으로, 고압공기 공급원(최대 가압 압력 32MPa), 가열기(Vitiation 타입), 초음속 디퓨저, 이젝터 및 시험부(노즐 출구=200mm$\times$200mm)등으로 구성되어 있다.

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가변 초음속 흡입구 기본설계 (Preliminary Design of Movable Ramjet Intake)

  • 이경재;강상훈;이양지;양수석
    • 한국추진공학회:학술대회논문집
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    • 한국추진공학회 2008년도 제30회 춘계학술대회논문집
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    • pp.207-210
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    • 2008
  • 본 논문에서는 램제트 기관의 성능을 결정짓는 공기흡입구를 램제트 엔진의 비행 목적에 맞게 비행 마하속도 4에서 기본설계를 수행하였다. 순항고도 12km, Mach $2{\sim}6$의 넓은 영역에서의 운용을 가능하게 하기 위하여 가변형 공기흡입구의 개념을 도입하였다.

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초음속 공동내부의 압력진동 제어에 미치는 기류 마하수의 영향 (Effects of Mach Number on the Control of Supersonic Cavity Pressure Oscillations)

  • 신춘식;;김희동
    • 한국추진공학회:학술대회논문집
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    • 한국추진공학회 2009년도 춘계학술대회 논문집
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    • pp.119-122
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    • 2009
  • 본 연구에서는 2차원 초음속 공동유동에서 발생하는 압력진동을 제어하기 위하여 수치해석적 연구를 수행하였다. 본 계산에서는 압력진동을 제어하기 위하여 보조공동의 형상을 변화시켰으며, 유동의 마하 수를 1.50, 1.83 그리고 2.50로 변화시켰다. 그 결과, 보조공동은 압력진동을 상당히 감소시켰으며, 압력진동의 제어효과는 유동의 마하수와 보조공동의 상세형상에 크게 의존함을 알았다.

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관로계통 및 가압펌프장 수격에 따른 최적 안정성 확보방안 (Application & Examination of the Plan for Optimum Stability through Water-hammer in Pipe Line and Booster Pump Station)

  • 라병필;박종호
    • 한국유체기계학회 논문집
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    • 제12권5호
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    • pp.19-24
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    • 2009
  • This paper is performed to find out the stability of water-hammer in pipe line and pump station that is happened when additional water needs demanded. At first, the water supply construction project is planned to supply $6,000\;m^3/day$ through 17.9 km pipe line. But additional demand ($1,200\;m^3/day$) happened from Cheong-ra water reservoir. In this situation, air-chamber($4\;m^3$) and vacuum breaker valve(${\varphi}100\;mm$) are needed to prevent water-hammer. When the additional water is supplied, the existing facilities (air-chamber, vacuum breaker valve) are sufficient to alleviate shock not changing capacity alteration, judging from the airspace change and rise. Therefore, there is no problem for water-hammer by installing air-chamber($4\;m^3$) and vacuum breaker valve(${\varphi}100\;mm$) at the top of Yeo-ju hill.

Dynamic PIV를 이용한 커튼형 에어백 부품림 장치의 유동해석 (Dynamic PIV analysis of High-Speed Flow Ejected from the Inflator Housing of a Curtain-type Airbag)

  • 장영길;김석;이상준
    • 유체기계공업학회:학술대회논문집
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    • 유체기계공업학회 2006년 제4회 한국유체공학학술대회 논문집
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    • pp.407-408
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    • 2006
  • Passenger safety is one of the most important considerations in the purchase of an automobile. A curtain-type air bag is increasingly adapted in deluxe cars for protecting passengers from the danger of side clash. Inflator housing is a main part of the curtain-type air bag system for supplying high-pressure gases to pump up the air bag-curtain. Although the inflator housing is fundamental in designing a curtain-type air bag system, flow information on the inflator housing is very limited. In this study, we measured instantaneous velocity fields of a high-speed flow ejecting from the inflator housing using a dynamic PIV system. From the velocity field data measured at a high frame-rate, we evaluated the variation of the mass flow rate with time. From the instantaneous velocity fields of flow ejecting from the airbag inflator housing in the initial stage, we can see a flow pattern of broken shock wave front and its downward propagation. The flow ejecting from the inflator housing was found to have large velocity fluctuations and the maximum velocity was about 700m/s. The velocity of high-speed flow was decreased rapidly and the duration of high-speed flow over 400m/s was maintained only to 30ms. After 100ms, there was no perceptible flow.

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기계적 편향판 설치위치의 변화에 따른 유동특성에 대한 연구 (A Study on Flow Characteristics with the Installed Location Change of Mechanical Deflector)

  • 김경련;박종호
    • 한국유체기계학회 논문집
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    • 제18권5호
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    • pp.49-53
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    • 2015
  • Thrust vector control is the method which generates the side force and roll moment by controlling exhausted gas directly in a rocket nozzle. TVC is classified by mechanical and fluid dynamic methods. Mechanical methods can change the flow direction by several objects installed in a rocket nozzle exhaust such as tapered ramp tabs and jet vane. Fluid dynamic methods control the flight direction with the injection of secondary gaseous flows into the rocket nozzle. The tapered ramp tabs of mechanical methods are used in this paper. They installed at the rear in the rocket nozzle could be freely moved along axial and radial direction on the mounting ring to provide the mass flow rate which is injected from the rocket nozzle. TVC of the tapered ramp tabs has the potential to produce both large axial thrust and high lateral force. We have conducted the experimental research and flow analysis of ramp tabs to show the performance and the structural integrity of the TVC. The experiments are carried out with the supersonic cold flow system and the schlieren graph. This paper provides to analyze the location of normal shock wave and distribution of surface pressure on the region enclosed by the tapered ramp tabs.