• 제목/요약/키워드: Supersonic Vortex Flow

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비정렬 격자계에서 고차 정확도의 내재적 불연속 갤러킨 기법의 개발 (DEVELOPMENT OF AN HIGH-ORDER IMPLICIT DISCONTINUOUS GALERKIN METHOD ON UNSTRUCTURED MESHES)

  • 이희동;권오준
    • 한국전산유체공학회지
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    • 제12권3호
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    • pp.29-40
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    • 2007
  • An implicit discontinuous Galerkin method for the two-dimensional Euler equations was developed on unstructured triangular meshes. The method can achieve high-order spatial accuracy by using hierachical basis functions based on Legendre polynomials. Numerical tests were conducted to estimate the convergence order of numerical solutions to the Ringleb flow and the supersonic vortex flow for which analytic solutions are available. Also, the flows around a 2-D circular cylinder and an NACA0012 airfoil were numerically simulated. The numerical results showed that the implicit discontinuous Galerkin methods couples with a high-order representation of curved solid boundaries can be an efficient method to obtain very accurate numerical solutions on unstructured meshes.

비정렬 격자계에서 내재적 불연속 갤러킨 기법의 개발 (DEVELOPMENT OF IMPLICIT DISCONTINUOUS GALERKIN METHOD ON UNSTRUCTURED MESHES)

  • 이희동;권오준
    • 한국전산유체공학회:학술대회논문집
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    • 한국전산유체공학회 2007년도 춘계 학술대회논문집
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    • pp.30-40
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    • 2007
  • The implicit discontinuous Galerkin method for the two-dimensional Euler equations was developed on unstructured triangular meshes, which can achieve higher-order accuracy by wing hierachical basis functions based on Legendre polynomials. Numerical tests were conducted to estimate the convergence order of numerical solutions to the Ringleb flow and the supersonic vortex flow for which analytic solutions are available. And, the flows around a circle and a NACA0012 airfoil was also numerically simulated. Numerical results show that the implicit discontinuous Galerkin methods with higher-order representation of curved solid boundaries can be an efficient higher-order method to obtain very accurate numerical solutions on unstructured meshes.

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곡면상에 설치된 열린 공동을 지나는 천음속/초음속 유동에 관한 연구 (II) - 비정상 유동의 특성 - (Investigation of Transonic and Supersonic Flows over an Open Cavity Mounted on Curved Wall (II) - Unsteady Flow Characteristics -)

  • 예아란;;김희동
    • 대한기계학회논문집B
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    • 제39권6호
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    • pp.477-483
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    • 2015
  • 공동유동에 관한 연구는 공동시스템에서 발생하는 소음/진동 문제로 인하여 많은 연구가 이루어졌으며, 현제 항공우주 산업의 급속한 발전과 더불어 다양한 공학적 장치에 적용되고 있다. 하지만, 실제 공학적 응용에서 많이 적용되는 곡면 벽상에 설치한 공동유동에 관한 연구에 대해서는 거의 수행되지 않았다. 본 연구에서는 곡면벽상에 설치한 공동유동의 특성을 조사하기 위해 수치계산을 수행하였으며, 곡면의 곡률 반경의 비(L/R) 및 입구 유동의 마하수를 변화시켜, 천음속/초음속 공동유동에서 발생하는 압력진동을 조사하였다. 그 결과 곡면에 부착된 공동유동의 경우 와류의 상호작용으로 인한 압력 교란을 완화시켰으나, 압력 진동의 진폭을 증가시켰으며, 또한 마하수가 증가함에 따라 압력 진동의 진폭이 증가하였다. 주파수 분석 결과, 곡관의 무차원 진동수는 직관에 비해 낮은 값이 측정되었으며, 또한 Rossiter의 실험값에 비해 낮은 값을 가졌다.

항공무장 시스템에서 가스-공기 혼합체의 공력영향성 연구 (Aerodynamic Effects of Gas-Air Mixture on the Aircraft's Armament System)

  • 강태우;김명수;김영학;김승한
    • 한국군사과학기술학회지
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    • 제20권6호
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    • pp.788-793
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    • 2017
  • This military aircraft requires the compatibility evaluation of armed installations in accordance with guidelines and standards. In order to ensure the influence of gas-air mixtures caused by gunfire of the supersonic aircraft, CFD analysis of internal and external flows was performed and the results carried out and discussed. The low velocity vortex was formed due to the shape of the Gun Port, after firing the gas-air mixture was evacuated to the outside flow, where it moved to the front of the aircraft and soon merged with the aircraft flow field.

폭발파에 의한 음향파 생성 메커니즘의 수치적 연구 (Numerical Study of Sound Generation Mechanism by a Blast Wave)

  • 빈종훈
    • 한국소음진동공학회논문집
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    • 제19권10호
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    • pp.1053-1061
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    • 2009
  • The goal of this paper is to investigate the generation characteristics of the main impulsive noise sources generated by the supersonic flow discharging from a muzzle. For this, this paper investigates two fundamental mechanisms to sound generation in shocked flows: shock motion and shock deformation. Shock motion is modeled numerically by examining the interaction of a sound wave with a shock. The numerical approach is validated by comparison with results obtained by linear theory for a small disturbance case. Shock deformations are modeled numerically by examining the interaction of a vortex ring with a blast wave. A numerical approach of a dispersion-relation-preserving(DRP) scheme is used to investigate the sound generation and propagation by their interactions in near-field.

중고도에서 운용되는 측 추력 제어 요격체에 대한 제트 간섭 유동 분석 (Jet Interaction Flow Analysis of Lateral Jet Controlled Interceptor Operating at Medium Altitude)

  • 최경준;이성욱;오광석;김종암
    • 한국항공우주학회지
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    • 제46권12호
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    • pp.986-993
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    • 2018
  • 측 추력 제트는 유도무기의 자세제어 및 궤도 천이 기동을 하는 데 있어 기존의 핀과 같이 제어 면을 이용한 방식보다 우수한 기동성을 갖는다. 하지만 초음속 영역에서 비행 시 측 추력 제트로 인한 제트 간섭 유동이 발생하며 충격파와 경계층 유동, 와류 유동의 상호 작용으로 인해 매우 복잡한 유동 구조를 나타낸다. 특히 직격 파괴(hit-to-kill) 방식의 요격체의 경우 정밀한 제어 및 기동이 요구되기 때문에 제트 간섭 유동이 미치는 영향에 대한 분석이 필요하다. 기존의 제트 간섭 해석은 저고도 운용 조건에서 주로 수행되었으나 중고도 운용 조건의 경우 해석 사례가 많지 않으며 대기 조건으로 인해 분사 제트 유동이 상대적으로 크게 발달하는 특징을 갖는다. 본 연구에서는 중고도에서 비행하는 요격체 형상에 대해 받음각 조건에 따라 제트 간섭 유동 해석을 수행하였다. 해석 결과를 바탕으로 유동장의 구조적인 변화 특성을 분석하였으며, 공력 계수의 변화를 비교하였다.

3차원 PIV 기법을 사용한 벤트혼합기가 초음속 연료-공기 혼합에 미치는 특성 연구 (Characteristic Study on Effect of the Vent Mixer to Supersonic Fuel-Air Mixing with Stereoscopic-PIV Method)

  • 김채형;정인석;최병일;토시노리 코오치;고로 마쓰야
    • 한국추진공학회:학술대회논문집
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    • 한국추진공학회 2012년도 제38회 춘계학술대회논문집
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    • pp.378-385
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    • 2012
  • 벤트 혼합기는 혼합기 후류에 존재하는 재순환 영역으로 공기를 유입시켜 연료-공기 혼합을 증대시키는 혼합기이다. Stereoscopic PIV기법을 통해 얻은 3차원 속도, 와류, 난류운동에너지를 토대로 계단형 혼합기를 기본 모델로 하여 벤트 혼합기의 성능을 분석하였다. 벤트 혼합기는 두터운 전단층으로 인해 높은 침투거리를 보였으며, 난류운동에너지는 주로 주유동과 제트유동의 경계면을 따라 분포하였다. 이 난류 영역은 혼합영역 내에서 활발히 물질전달을 일으키며, 혼합 증대를 가져온다.

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발사초기 단계에서 발사체의 마하수, 받음각 및 노즐 효과에 따른 공력특성 연구 (Study on Aerodynamic Characteristics of a Launch Vehicle with Mach Number, Angle of Attack and Nozzle Effect at Initial Stage)

  • 정태건;김성초;최종욱
    • 한국가시화정보학회지
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    • 제17권1호
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    • pp.34-42
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    • 2019
  • Aerodynamic characteristics for a launch vehicle are numerically analyzed with various conditions. The local drag coefficients are high at the nose of the launch vehicle in subsonic region and on the main body in supersonic region because of the induced drag and the wave drag, respectively. The drag coefficients show the similar trend with the angle of attack except zero degree. However, the more the angle of attack increases, the more dependent on the Mach number the lift coefficient is. The body rotation for the flight stability destroys the vortex pair formed above the body opposite to the flight direction, so the flow fields are more or less complicated. The drag coefficient of the launch vehicle at sea level is about three times larger than that at altitude 7.2 km. And the thrust jet at the nozzle causes to reduce the drag coefficient compared with the jetless transonic flight.

3차원 PIV 기법을 사용한 벤트혼합기가 초음속 연료-공기 혼합에 미치는 특성 연구 (Characteristic Study on Effect of the Vent Mixer to Supersonic Fuel-Air Mixing with Stereoscopic-PIV Method)

  • 김채형;정인석;최병일
    • 한국추진공학회지
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    • 제16권4호
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    • pp.50-56
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    • 2012
  • 벤트 혼합기는 혼합기 후류에 존재하는 재순환 영역으로 공기를 유입시켜 연료-공기 혼합을 증대시키는 혼합기이다. Stereoscopic PIV기법을 통해 얻은 3차원 속도, 와류, 난류운동에너지를 토대로 계단형 혼합기를 기본 모델로 하여 벤트 혼합기의 성능을 분석하였다. 벤트 혼합기는 두터운 전단층으로 인해 높은 침투거리를 보였으며, 난류운동에너지는 주로 주유동과 제트유동의 경계면을 따라 분포하였다. 이 난류 영역은 혼합영역 내에서 활발히 물질전달을 일으키며, 혼합 증대를 가져온다.

고 받음각에서의 방향 안정성 향상을 위한 Chine 형상 최적설계 (Chine Shape Optimization for Directional Stability at High Angle of Attack)

  • 박형욱;박미영;이재우;변영환
    • 한국항공우주학회지
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    • 제36권9호
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    • pp.825-834
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    • 2008
  • 고 받음각에서의 방향 안정성 향상을 위한 chine 형상 최적화를 수행하였다. Super ellipse equation을 통하여 다양한 형태의 chine 형상을 생성하고, 3차원 Navier-Stokes 방정식을 이용하여 방향안정성 및 고받음각에서의 공력 특성을 분석하였으며, 가장 높은 방향 안정성을 갖는 형상을 기본형상으로 선정하였다. 파리미터를 이용한 기본형상의 곡면 변형을 통하여 높은 방향 안정성 및 양항비를 동시에 만족하는 최적형상 도출을 위하여, 반응면을 구성하고 가중치를 도입하고 양항비를 구속조건으로 하는 방향안정성 최적화 문제를 수행하였다. 본 연구를 통하여 고받음각에서 chine형상의 공력특성을 파악하여 강한 와류를 발생시키는 chine 형상이 방향안정성에 도움이 된다는 것을 확인할 수 있었으며 최적화를 통해 기본형상보다 방향안정성이 약 29% 향상되는 결과를 얻었다. 또한 파라미터 기반 형상 생성기법과 근사최적화 기법의 연동을 이용한 형상최적설계 과정을 초음속, 고받음각 유동의 chine 형상설계에 적용하여 그 효율성을 확인하였다.