• 한국추진공학회:학술대회논문집
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• 한국추진공학회 2009년도 제33회 추계학술대회논문집
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• pp.318-322
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• 2009

Supersonic ejectors are simple mechanical components, which generally perform mixing and/or recompression of two fluid streams. Ejectors have found many applications in engineering. In aerospace engineering, they are used for altitude testing 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. This paper aims at the improvement of ejector-diffuser performance by focusing attention on reducing exhaust back flow into the test chamber, since alteration of the backflow or recirculation pattern appears as one of the potential means of significantly improving low supersonic ejector-diffuser performance. The simplest backflow-reduction device was an orifice plate at the duct inlet, which would pass the jet and entrained fluid but impede the movement of fluid upstream along the wall. Results clearly showed that the performance of ejector-diffuser system was improved for certain a range of system pressure ratios, where as there was no appreciable transition in the performance for lower pressure ratios and the orifice plate was detrimental to the ejector performance for higher pressure ratios. It is found that an appropriately sized orifice system should produce considerable improvement in the ejector-diffuser performance in the intended range of pressure ratios.

• 한국추진공학회:학술대회논문집
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• 한국추진공학회 2009년도 제33회 추계학술대회논문집
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• pp.469-473
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• 2009

The supersonic gas ejector, as gas dynamic appliance, has been applied for a long time because of simplicity and reliability. However, for the prediction of ejector performances with given parameters, that is, working gas pressure and the nozzle shape, it is necessary to raise accuracy of modelling for properties of ejector gas flow. The purpose of the represented work is to compare one-dimensional modelling and numerical results with experimental results. The ejector with a conic nozzle has been designed and tested (Mach number at the nozzle exit section was 3.31, the nozzle throat diameter - 6 mm). Working gas - nitrogen, was brought from system of gas bottles. Diameter of the mixture chamber at the nozzle exit section was limited by condensation temperature of nitrogen and equaled 20 mm. The one-dimensional theory predicted the minimal starting pressure equaled 8.18 bar (absolute) and 0.051 bar in the vacuum chamber. Accordingly the minimal starting pressure was 9.055 bar and 0.057 in the vacuum chamber bar have been fixed in experiment.

• 한국추진공학회지
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• 제17권6호
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• pp.89-96
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• 2013

이젝터-디퓨저 시스템의 성능을 효과적으로 향상시키는 연구는 복잡성과 어려움을 고려하여 중요한 과제이다. 이 연구에서는, 성능 향상을 위해 이젝터-디퓨져 시스템의 이차유동 입구에 Chevron를 설치하여 재설계하였다. 이젝터 내부의 초음속 유동과 충격파를 모사하기 위해 Fluent를 사용하여 수치해석을 수행하였다. 주된 수치해석 결과로부터 Chevron은 이젝터 유동에 긍정적인 영향을 얻었다. 그리고 Chevron의 유무에 따라 이젝터 성능을 비교하였고, chevron의 최적 수는 성능 향상을 위해 설명하였다. 이젝터-디퓨져 시스템의 성능은 유인비, 압력회복 뿐만 아니라 전압손실 관점에서 분석하였다.

• 한국추진공학회지
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• 제2권1호
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• pp.1-12
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• 1998

본 연구에서는 기존에 수행되었던 초음속 이젝터에 대한 실험적 연구 및 수치계산 결과에 대한 타당성을 검증하고, 이젝터 유동을 보다 명확히 해석하기 위하여 이젝터 목을 가지는 초음속 이젝터 유동 장에 대하여 k-$\varepsilon$ 난류모델을 적용하였다. 수치계산은 3~200까지의 매우 넓은 범위의 이젝터 작동 압력비에 대하여 수행되었으며, 수치계산 결과들은 이젝터 내부의 유동특성들을 조사하는데 이용되었다. 계산결과, 이젝터 압력비가 6 이상인 경우 이젝터 내부에서 발생하는 유동장은 이젝터 압력비에 크게 의존하지 않는다는 것을 알았다. 본 연구에서 사용된 단순 형태의 초음속 이젝터에 대하여, 2차 정체실의 압력은 이젝터 압력비가 6인 경우에 약 7k㎩로 최소로 되었다. 그러나 이젝터 압력비가 6이상으로 증가하는 경우 2차 정체실의 압력은 증가하는 것으로 나타났다. 이와 같은 2차 정체실의 압력증가는 1차 노즐로부터 방출되는 부족팽창 제트유동이 이젝터 벽면에 충돌함으로써 발생하는 재순환 유동으로 설명할 수 있었다.

• 대한기계학회논문집B
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• 제27권12호
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• pp.1673-1680
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• 2003

It is essential to operate chemical lasers with supersonic ejector system as the laser output power goes up. In this research, ejector design parameter study was carried out for optimal ejector design through understanding the ejector characteristics and design requirements for chemical lasers operating. Designed ejector was 3D annular type with 2$^{nd}$ -throat geometry and pressurized air was used for primary flow. Ejector design was carried out with two steps, quasi-1D gas dynamics was used for first design and commercial code was used to verify the first design. In this study, to get the effect of ejector geometry on its performance, three cases of primary nozzle area ratio and 2$^{nd}$ -throat cross sectional area and two cases of 2$^{nd}$ -throat L/D ratio experiments were carried out. Primary and secondary pressures were measured to get the mass flow rate ratio, minimum secondary pressure, ejector starting pressure and unstarting pressure at every case. In the result, better performance than design level was shown and optimal ejector design method for chemical lasers was obtained.

• 한국추진공학회지
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• 제9권2호
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• pp.70-77
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• 2005

축소-팽창 디퓨저가 장착된 초음속 이젝터를 제작하여, 다양한 위치에서의 측정된 압력으로 부유동의 초음속 시동조건을 찾아내었다. 우선 부유동 흡입구의 크기의 영향을 알아내기 위하여 다양한 흡입구 직경으로 실험하였으며, 부유동의 초음속 시동은 흡입구 직경과 축소-팽창 디퓨저 직경의 비, d/D가 0.306 미만인 경우에만 일어났다. 이보다 큰 d/D에서는, 아음속 시동이 먼저 시작되고, 흡입구를 막으면서 주유동의 유입이 전 유동장을 채우게 되어 수직 충격파를 축소-팽창 디퓨저의 하류로 내려보내게 된다 이러한 상황에서 다시 흡입구를 열어도 히스테리시스의 영향으로 초음속 시동이 유지된다.

• 한국추진공학회:학술대회논문집
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• 한국추진공학회 2010년도 제35회 추계학술대회논문집
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• pp.130-134
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• 2010

1차 유동과 2차 유동이 일정 압력으로 혼합하는 초음속 이젝터의 설계 인자들에 대한 연구를 수행하였다. 선정된 이젝터의 설계 인자는 1)질량유량비 2)면적비 3)1차유동의 마하수 이다. 이를 위해 이젝터 유동을 1차원으로 가정하였으며 손실이 있는 경우와 이상적인 경우에 대해 이적테의 성능을 압력비의 항으로 모사하였고 요구되는 이젝터의 수축률을 계산하였다. 또, 이젝터의 최적 설계를 위해 손실을 고려한 경우와 이상적인 경우를 비교하여 작동조건에 필요한 설계점을 도출하였다.

• 대한기계학회:학술대회논문집
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• 대한기계학회 2004년도 춘계학술대회
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• pp.1715-1719
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• 2004

An in-house supersonic ejector was designed to ensure low pressure and high speed scavenging of resonating cavity of chemical lasers. For given primary flow condition, 100g/s secondary mass flow rate was observed at the design pressure. Performance validation of a supersonic ejector system along with an investigation of effects of supersonic diffuser was conducted. Placement of diffuser at the secondary inlet further reduced diffuser upstream pressure to 1/4-1/5 relieving the local to the primary supply unit. In order to increase the secondary flow, we put two ejectors capable of removing 50g/s each of secondary flows together to deal with higher mass flow. Test of the parallel unit demonstrated the secondary flow rate was proportional to the numbers of individual units that were brought together. Additionally, flow calculations with a commercial code were carried out in every case of experiment and compared with results.

• 한국추진공학회:학술대회논문집
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• 한국추진공학회 2008년도 제31회 추계학술대회논문집
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• pp.353-356
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• 2008

일정 압력으로 혼합하는 이젝터에서 수축률(Contraction Ratio)로 대변되는 초음속 이젝터 설계 인자에 대한 연구가 수행되었다. 이젝터 설계 인자는 1차 유동과 2차 유동의 질량 유량 비율, 1차 유동면적과 2차 유동 면적의 비율, 1차 유동의 마하수에 영향을 받는 다는 것을 알 수 있었다. 그리고 특정 작동 조건에 대해 이젝터 유동 가시화 작업을 수행하였다.

• 한국추진공학회지
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• 제17권1호
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• pp.52-60
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• 2013

이젝터-디퓨져 시스템은 두 유동 사이의 순수전단운동을 통해 저압의 2차유동을 동반하여 고압의 주된 유동을 만들어 낸다. 일반적으로, 이젝터-디퓨져 시스템에서 유동장은 난류 혼합, 압축 효과로 인해 매우 복잡하게 되며, 저효율의 큰 문제점을 가지고 있다. 현재까지 이젝터 시스템의 성능을 향상시키기 위한 많은 연구가 수행 되어 왔지만 만족스럽지 않은 실정이다. 본 연구에서는 이젝터 시스템의 성능향상을 위해 2차유동의 입구에 혼합 안내깃을 설치하였으며, CFD는 이젝터-디퓨져 시스템의 초음속 내부 유동을 모사하여 수행하였다. 얻어진 결과는 기존의 실험결과를 입증하였으며, 본 논문에서 혼합 안내깃 효과를 전압 손실, 유인비 및 압력회복에 대해서 논의되었다.