• 제목, 요약, 키워드: 팽창파

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한국형 틸팅차량의 터널 주행시 실내/외 압력변화에 대한 실험적 연구 (Experimental Study of the Internal/external Pressure Variation of TTX Travelling through a Tunnel)

  • 윤수환;곽민호;이동호;권혁빈;고태환
    • 한국철도학회논문집
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    • v.12 no.2
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    • pp.309-314
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    • 2009
  • 열차가 터널에 진입하면 열차의 전두부에 의해 압축파가, 후마부에 의해 팽창파가 터널 내에 각각 발생하게 된다. 터널내부에서 압축파와 팽창파가 열차와 서로 상호작용하면서 열차 실내/외의 양력은 급격하게 변화한다. 본 논문에서는 한국형 틸팅차량이 터널 주행 시 나타나는 차량의 실내 및 실외(차량표면) 압력변화 및 압력변화율을 분석하여, 터널길이와의 상관관계를 분석하였다. 또한, 현 틸팅차량의 기밀상태에서 터널주행 시 실내압력변화율을 검토하였다. 그 결과 길이가 짧은 터널에서는 압력파의 중첩이 발생하지 않아서 차량 실내/외 압력변화는 크게 나타나지 않았다. 하지만, 긴 터널에서는 압력파의 중첩과 차량과의 상호작용이 동시에 일어나면서 급격한 압력변화가 뚜렷하게 발생하였다. 또한, 특정한 길이의 터널에서는 압축파와 팽창파가 중첩되어 압력변화 및 변화율을 크게 완화시켰다.

부즈만 형의 초음속 복엽항공기에 대한 공력 특성 연구 (A Study on Aerodynamic Characteristics of Busemann Type Supersonic Biplane)

  • 문찬웅;김훈;유기완
    • EDISON SW 활용 경진대회 논문집
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    • pp.425-430
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    • 2013
  • 본 연구에서 전산유체해석 프로그램인 EDISON_CFD를 이용하여 차세대 항공기 날개 형상으로 각광받고 있는 초음속 비행조건을 갖는 Busemann 형식의 복엽기 형상에 대한 공력특성을 연구하였다. 날개는 압축성 조건에서 2차원 에어포일로 간략화 하여 모델링하였으며, 마하수에 따라 발생하는 충격파와 팽창파의 상호작용을 통한 소닉붐의 감소 형태를 분석해 보고, 마하수에 따른 항력계수를 얻어내었으며, 익형과 항력계수, 소닉붐의 상관관계를 분석하여 초음속항공기에서 복엽기 형상이 가지는 장단점에 대하여 연구하였다.

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수직평판에 충돌하는 축대칭 초음속 제트의 수치 해석

  • 신완순;이택상;박종호;김윤곤
    • 한국추진공학회:학술대회논문집
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    • pp.20-20
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    • 2000
  • 초음속 과소팽창 제트는 베럴충격파(Barrel shock), 팽창파(Expansion fan), 반사충격파(Reflected shocks), 마하디스크(Mach disc), 그리고 제트경계면(Exhaust-gas Jet boundary)로 이루어지는 여러 충격파 셀(Shock ceil)의 유동 형태를 나타난다. 이러한 초음속 과소팽창 제트가 수직 평판에 충돌하면 초음속 자유 제트와는 다른 변형된 유동장이 형성된다.

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비정상 압축파와 비정상 팽창파의 간섭에 관한 수치해석적 연구 (Numerical study on the interaction between unsteady compression and unsteady expansion wave)

  • 김희동
    • 대한기계학회논문집B
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    • v.21 no.11
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    • pp.1413-1421
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    • 1997
  • A new control method to alleviate the impulsive noise at the exit of high-speed railway tunnel was applied to the compression wave at the entrance of the tunnel. This method uses the interaction phenomenon of unsteady expansion wave and unsteady compression wave. Unsteady expansion wave was assumed to be made instantaneously by the simple theory of shock tube. Total Variation Diminishing method was employed to solve the axisymmetric unsteady compressible flow field with a specified compression wave. Numerical results show that the maximum pressure gradient of the propagating compression wave decreases with increase of the wave length of the unsteady expansion wave. It is found that the impulsive noise reduction can be obtained when the unsteady expansion wave with a large wave length is emitted just before the train enters the tunnel. The present results give the possibility to reduce the impulsive noise at the exit of tunnel.

스트럿트가 있는 초음속 환형유동장에 대한 수치적 연구 (A Numerical Study on Strut-Placed Supersonic Flow in Annulus Flowfield)

  • 박희준;주원구
    • 한국전산유체공학회:학술대회논문집
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    • pp.53-63
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    • 2002
  • In this numerical approach, strut-placed supersonic annular flow is examined. The geometrical variations of strut cause strong influence on flowfield structures. The geometrical variations are as follows, swept effect, attack angle effect, variation of leading edge shape. These changed features such as velocity structure, pressure structure, shock-boundary layer interaction are compared and analyzed according to each geometrical configuration.

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과대팽창이 발생하는 초음속노즐의 충격파 구조와 추력성능에 대한 수치적 연구 (A Computational Study on the Shock Structure and Thrust Performance of a Supersonic Nozzle with Overexpanded Flow)

  • 배대석;최현아;감호동;김정수
    • 한국추진공학회지
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    • v.18 no.4
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    • pp.1-8
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    • 2014
  • 과대팽창이 발생하는 축대칭 초음속 노즐에서 노즐압력비가 충격파 구조와 추력성능에 미치는 영향을 규명하기 위해 지상연소시험평가용 추력기 노즐을 대상으로 수치모사를 수행하였다. k-${\omega}$ SST 난류 모델을 적용한 Reynolds-averaged Navier-Stokes 방정식을 상용코드 FLUENT를 사용하여 해석한 결과, 노즐 압력비가 증가함에 따라 추력성능이 단조적으로 증대되고, 노즐 내부에서 생성된 충격파와 유동박리점이 노즐 출구방향으로 밀려나는 사실을 확인하였다. 또, 노즐내부 충격파와 팽창파 위치의 직접적 영향을 받는 노즐 출구면에서의 유동구조가 추력성능에 미치는 영향도 상세히 조사하였다.

과팽창 노즐에서 발생하는 충격파 박리 패턴의 천이에 관한 연구 (A Study on the Transitional Shock Separation Patterns in an Over-Expanded Nozzle)

  • 이종성;;김희동
    • 한국추진공학회지
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    • v.14 no.3
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    • pp.9-15
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    • 2010
  • 과팽창 로켓노즐에서 발생하는 충격파 박리패턴의 천이 유동장을 예측하기 위해 축대칭 수치해석적연구를 수행하였다. 비정상, 압축성 N-S 방정식에 k-$\omega$ SST 난류모델을 적용하여, 유한 체적법으로 계산하였다. 종래의 실험적 연구 결과와 비교하였으며, 계산된 결과와 정성적으로 잘 일치하였다. 본 연구의 결과로부터 RSS에서 FSS로 천이할 때 가장 큰 횡력이 발생하며, 이는 비점성 제트 코어 영역에서 발생하는 Vortex ring의 발달로 기인됨을 예측하였다. 또한 엔진 시동과정과 정지과정에서 발생하는 히스테리시스 현상을 잘 모사하였다.

경사 평판에 충돌하는 초음속 과소팽창 제트에 관한 실험적 연구 (An Experimental Study of Supersonic Underexpanded Jet Impinging on an Inclined Plate)

  • 이택상;신완순;이정민;박종호;윤현걸;김윤곤
    • 한국추진공학회지
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    • v.3 no.4
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    • pp.67-74
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    • 1999
  • 고체 물체 표면이나 지표면에 초음속 제트가 충돌할 때 발생되는 문제들은 다단 로켓의 분리, 우주공간에서의 도킹, 수직 이/착륙기, 제트 엔진의 배기가스, 가스터빈 블레이드, 지상 로켓 발사 등의 다양한 상황에서 일어나며 이러한 충돌제트의 유동은 아음속과 초음속 혼합영역, 충격파가 교차하는 영역, 팽창파, 난류 전단층 등의 매우 복잡한 구조를 이루고 있는 것으로 알려져 있다. 본 연구에서는 출구마하수 2, 축소-확대형 초음속 노즐을 통해 과소 팽창된 제트가 수직, 경사평판에 부딪힐 때 형성되는 표면압력분포 및 유동가시화 등을 초음속 유동시험장치를 이용하여 연구하였다. 평판에서의 최대압력은 수직일 경우보다 경사졌을 때 훨씬 더 컸으며, 이는 여러 충격파를 통한 압력 회복 때문이다. 또한, 평판이 자유제트의 첫 번째 충격파 셀 내에 위치할 때 과소 팽창비에 따른 표면압력분포는 서로 유사한 경향을 보여주었다.

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앞전에서의 팽창파를 이용한 양항비의 개선에 대한 연구

  • 윤영준
    • EDISON SW 활용 경진대회 논문집
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    • pp.19-22
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    • 2016
  • Leading edge thrust is generally caused by passing air flow from lower to upper surface and it is required to have sufficient angle of attack for notable leading edge thrust. To produce leading edge thrust at low angle of attack, utilizing expansion wave accompanying low pressure is able to be a solution. Fore structure changes the direction of flow, and this flow passes the projected edge. As a result, from a perspective of the edge, it is able to have high angle of attack, and artificial expansion wave is generated. This concept shows 9.48% increase of L/D in inviscid flow, at Mach number 1.3 and angle of attack $1^{\circ}$ in maximum, and this model shows the 3.98% of increasement at angle of attack $2^{\circ}$. Although advantage of the artificial expansion wave decreased as angle of attack increase, it shows the possibility of aerodynamical improvement with artificial expansion wave.

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수직 축대칭 과소팽창 충돌 제트의 표면 열전달 특성 연구 (A Study on the heat transfer characteristics of a normal axisymmetric under-expanded impinging jet on a surface)

  • 유만선;김병기;조형희;황기영;배주찬
    • 한국항공우주학회지
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    • v.33 no.8
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    • pp.84-91
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    • 2005
  • 축대칭 과소팽창 수직 충돌제트에 의한 표면 열전달 특성에 대하여 실험적 연구가 진행되었다. 초음속 유동장 내부의 충격파 구조 가시화와 함께 표면에서의 압력분포 및 열전달 계수가 측정되어졌다. 표면 열전달 계수는 노즐-충돌면간 거리와 과소 팽창비에 따라서 그 경향에 차이를 보였다. 이러한 현상은 벽압력 및 충격파 가시화에 대한 결과로부터 설명할 수 있었다.