• 한국추진공학회지
• /
• 제3권4호
• /
• pp.58-66
• /
• 1999

초음속 이젝터 유동특성은 압축성, 비정상성, 충격파 둥으로 인하여 충분히 알려져 있지 않다. 종래의 이론적/실험적 연구결과들은 대부분 1차원 가정 하에서 얻어진 것들이며, 현재까지 수치계산법을 이용하여 이젝터 내부 유동장을 해석한 실례가 많지 않다. 뿐만 아니라 기존의 수치계산 결과들은 2차유동의 질량유량이 매우 작거나 없는 단순한 유동장에 대한 것들이었다. 본 연구에서는 초음속 이젝터-펌프 유동장을 수치적으로 해석하기 위하여 축대칭 수치계산 모델을 이용하였다. 수치계산은 축대칭 압축성 Navier-Stokes 방정식에 유한체적법을 적용하였으며, 표준형 $\kappa$ -$\varepsilon$ 난류모델을 이용하였고, 2차유동의 질량유량을 변화시켜 1차유동과 2차유동의 질량비의 변화에 따른 이젝터 내부 유동장의 변화를 조사하였다. 그 결과, 2차목을 가지지 않는 일정 단면적의 혼합부를 가지는 이젝터의 경우, 이젝터 내부의 유동장 특성은 2차유동의 질량유량의 변화와 거의 무관하게 나타났다. 그러나 2차목을 가지는 경우는 2차유동의 질량유량의 증가에 따른 노즐출구 주위에서 배압으로 인하여 이젝터 내부 유동장이 크게 변화하였다.

• 한국추진공학회지
• /
• 제9권1호
• /
• pp.61-66
• /
• 2005

혼합챔버 내에서 패브리 초킹(Fabri choking)이 발생한다는 가정을 이용하여 이차목을 갖는 환형분사 초음속 이젝터의 이론 해석을 수행하였다. 부유동 압력을 예측하기 위해 혼합챔버 입구에서 패브리 초킹면 사이를 비혼합 이론(non mixing theory)을 이용하여 계산하였다. 혼합챔버의 수축각에 의해 발생하는 깔때기 모양의 경사충격파를 이차원 경사충격파로 모사하였고, 패브리 초킹면의 주유동에만 영향을 미친다고 가정하였다. 또한 패브리 초킹면의 주유동 압력과 부유동 압력이 같다는 물리적인 제한조건을 사용하였다. 그 결과 혼합챔버의 수축각이 4도보다 작은 조건에서 실험값을 잘 예측하는 것을 확인하였다.

• 한국추진공학회지
• /
• 제10권1호
• /
• pp.54-63
• /
• 2006

이젝터는 고속의 주 유동으로 주변의 낮은 운동량을 가지는 유동을 운동량 교환을 통해 압축시켜 수송하는 장치로서 각종 초음속 시험설비의 마하 4, 고도 20 km 이상의 고고도 조건을 모사하기 위한 목적으로 사용될 수 있다. 항공우주연구원에서는 램제트 엔진 시험설비의 마하 $4\sim5$, 고도 $20\sim25km$의 작동조건을 모사하기 위한 이젝터를 설계하기 위하여 일본 항공우주연구소(JAXA)의 램제트/스크램 제트 엔진 시험설비(RJTF)의 공기 이젝터 성능해석 기법 및 설계 기법을 적용하여 기본 설계를 수행하였다. 또한 설계된 이젝터 형상을 토대로 FLUENT를 이용한 수치해석을 수행하여 이젝터 시스템 내부의 충격파 구조와 고고도 조건 모사를 위한 흡입 압력 값 및 시스템 내에서 냉각이 요구되는 영역을 파악하고 기본 설계 과정 결과의 타당성을 검증하였다.

• 대한기계학회논문집B
• /
• 제29권1호
• /
• pp.9-15
• /
• 2005

From the geometric parameter study, an optimal ejector design procedure of pressure recovery system for chemical lasers was acquired. For given primary flow reservoir conditions, an up-scaled ejector was designed and manufactured. In the performance test, secondary mass flow rate of 100g/s air was entrained satisfying the design secondary pressure, $40{\sim}50torr$. Performance validation of a supersonic ejector system along with an investigation of effects of supersonic diffuser was conducted. Placement of the diffuser at the secondary inlet further reduced diffuser upstream pressure to 7torr. Lastly, the duplicate of apparatus (air 500g/s secondary mass flow rate each) was built and connected in parallel to assess proportionality behavior on a system to handle larger mass flow rate. Test and comparison of the parallel unit demonstrated the secondary mass flow rate was proportional to the number of individual units that were brought together maintaining the lasing pressure.

• 한국추진공학회지
• /
• 제10권1호
• /
• pp.23-29
• /
• 2006

환형 분사 초음속 이젝터에서는 초음속의 주유동이 벽면을 타고 분사되므로 주유동 노즐 출구(혼합 챔버 입구)에서 혼합챔버의 수축각에 의한 깔때기(funnel) 모양의 경사충격파가 발생한다. 본 연구에서는 이차원(Wedge) 경사충격파와 원뿔(Cone) 경사충격파를 이용하여 간단한 깔때기 경사충격파 모델링(Modeling)을 수행하였다. 이러한 모델링을 이용하여 기존의 이차원 경사충격파를 이용한 이론해석 보다 부유동 압력을 보다 정확히 예측할 수 있었다. 같은 해석 방법을 이용하여 유량비에 대한 초음속 이젝터의 압축비와 단열 효율을 얻을 수 있었다.

• 한국추진공학회:학술대회논문집
• /
• 한국추진공학회 2011년도 제36회 춘계학술대회논문집
• /
• pp.200-203
• /
• 2011

Supersonic ejectors are simple mechanical components, which generally perform mixing and recompression of two fluid streams. Ejectors have found many applications in engineering. In aerospace engineering, they are used for high altitude testing (HAT) of a propulsion system by reducing the pressure of a test chamber. It is composed of three major sections: a vacuum test chamber, a propulsive nozzle, and a supersonic exhaust diffuser (SED). This paper aims at the improvement in HAT facility by focusing attention on the vertical firing rocket test stand with shock generators. Shock generators are mounted inside the SED for improving the pressure recovery. The results clearly showed that the performance of the ejector-diffuser system was improved with the addition of shock generators. The improvement comes in the form of reduction of the starting pressure ratio and the vertical height of test stand. It is also shown that shock generators are useful in reducing the total pressure loss in the SED.

• 한국추진공학회:학술대회논문집
• /
• 한국추진공학회 2003년도 제21회 추계학술대회 논문집
• /
• pp.13-19
• /
• 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.

• 대한기계학회:학술대회논문집
• /
• 대한기계학회 2002년도 학술대회지
• /
• pp.135-138
• /
• 2002

High-speed ejection of burnt gases from the resonator cavity is essential for performance optimization of the chemical laser system. Additionally, to maintain the population of lasing species at a level for maximum optical power, the pressure within the cavity must be of order of 10 torr. In the present study, a small-scale ejector was designed and built for parametric study of its performance. High-pressure air was used as a motive gas. Measurements include schlieren visualization and pressure distribution trace near the ejector nozzle and along the diffuser downstream of the ejector. preliminary tests showed performance of the ejector is a function of parameters including mass flow rate and stagnation pressure of the motive gas, ejector nozzle area ratio, throat area of the diffuser downstream of the ejector.

• 한국추진공학회지
• /
• 제7권4호
• /
• pp.53-62
• /
• 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 방식으로, 고압공기 공급원(최대 가압 압력 32MPa), 가열기(vitiation 타입), 초음속 디퓨저, 이젝터 및 시험부(노즐 출구=200mm${\times}$200mm)등으로 구성되어 있다.

• 한국추진공학회:학술대회논문집
• /
• 한국추진공학회 2005년도 제24회 춘계학술대회논문집
• /
• pp.405-408
• /
• 2005

혼합챔버 내에서 패브리-초킹(Fabri-chocking)이 발생한다는 가정을 이용하여 이차목을 갖는 환형분사 초음속 이젝터의 이론 해석을 수행하였다. 부유동 압력을 예측하기 위해 혼합챔버 입구에서 패브리-초킹면 사이를 비혼합이론(non-mixing theory)을 이용하여 계산하였다. 혼합챔버의 수축각에 의해 발생하는 깔때기 모양의 경사충격파를 이차원 경사충격파로 모사하였고, 패브리-초킹면의 주유동에만 영향을 미친다고 가정하였다. 그 결과 혼합챔버의 수축각이 4도보다 작은 조건에서 실험값을 잘 예측하는 것을 확인하였다.