• Title/Summary/Keyword: 충격파

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On the Five Submodels in Shock-Vortex Interaction (충격파-와동 간섭을 구성하는 다섯 가지 소모델에 대하여)

  • Chang Keun-Shik;Chang Se-Myong
    • 한국전산유체공학회:학술대회논문집
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    • pp.126-131
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    • 2001
  • 충격파-와동 간섭은 다양한 비선형 물리 현상을 포함한다. 그 중에서도, 충격파 분리와 충격파-충격파 간섭에 대해서는 잘 알려져 있는 반면, 미끄럼 층에서 반사되는 파동이나 관통 충격파 등에 대해서는 지금까지 적절한 연구가 이루어지지 못했다. 저자들은 복잡한 충격파-와동 간섭이 시간에 따라 몇 개의 국지적인 소모델 (submodels)로 귀착됨을 발견하였다. 이는 와동에 의한 충격파의 분리, 충격파-충격파 간섭, 충격파-미끄럼층 간섭, 와동 중심의 충격파통과, 그리고 충격파-소와동 간섭이다. 이러한 5 개의 소모델은 탐구 범위 내에서 충격파-와동 간섭의 전체 구조를 구성한다.

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Non-invasive estimation of the shock amplitude inside the body of the patient undergoing extracorporeal shock wave lithotripsy (체외 충격파 쇄석술 환자의 비침습적인 체내 충격파 압력 추정)

  • Choi Min Joo
    • Proceedings of the Acoustical Society of Korea Conference
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    • pp.389-392
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    • 2002
  • 체외 충격파 쇄석술 (ESWL)은 인체 외부에서 발생된 충격파를 인체 내부의 결석 부위에 집속하여 결석을 분쇄하고 치료 효과를 얻는 혁신적 치료술이다. 충격파의 압력 및 파형은 결석의 분쇄 효과 즉 치료 효과를 좌우한다. 체외에서 충격파의 압력은 고감도 하이드로폰을 이용하여 측정할 수 있지만, 인체 체내에서, 특히, 비침습적으로 충격파를 측정하기는 매우 어렵다. 본 논문에서는 ESWL 충격파에 의해 활성화된 체내의 기포군으로부터 방출된 음향 신호 (CIAE)를 측정하여 비침습적으로 충격파의 압력을 추정하는 방법을 실험하였다. 충격파 압력의 추정은 측정된 CIAE 신호에서 1차 기포군 파열음과 2차 파열음 간의 시간 지연은 충격파의 압력과 선형적인 관련성 가진다는 실험 결과 (Coleman et al 1996)에 근거하고 있다. 본 논문에서는 충격파 압력 측정 시스템을 구성하여 생체 외 실험을 수행하였고, 개발된 시스템의 임상적인 활용 가능성을 확인하였다.

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Hypersonic flow calculations using AUSMPW+ and Shock-Aligned Grid Technique (AUSMPW+ 수치기법과 충격파 정렬 격자 기법을 이용한 극초음속 유동장 해석)

  • Kim K. H.;Kim C.;Rho O. H.
    • 한국전산유체공학회:학술대회논문집
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    • pp.73-78
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    • 1999
  • 극초음속 유동장의 정확한 해석을 위해 AUSMPW+ 수치기법과 충격파 포착시 생기는 수치오차를 제거하기 위해 충격파 정렬 기법(Shock-Aligned Grid Technique)을 개발하였다. AUSMPW+ 수치기법은 자체 수치점성이 적은 수치기법으로 점성 경계층 계산시 정확한 계산결과를 보여주며 기존의 AUSM 계열이 가지는 문제점인 물성치의 진동 현상을 제거한 수치기법이다. 원통형과 무딘 물체 주위의 극초음속 유동장 해석을 통해 공력이 진동현상 없이 정확하게 계산됨을 확인하였다. 그리고 충격파 정렬 기법의 특성을 파악하기 위해 충격파 반사문제와 충격파-충격파 상호작용 문제를 해석하여 수치오차 없이 충격파를 포착할 수 있음을 보였다. 또한 화학적 평형 비평형 유동 영역까지 충격파 정렬 격자 기법을 확장하였다.

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Study on Multiple Shock Wave Structures in Supersonic Internal Flow (초음속 내부유동에서 다수의 충격파 구조에 대한 연구)

  • James, Jintu K;Kim, Heuy Dong
    • Journal of the Korean Society of Propulsion Engineers
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    • v.24 no.3
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    • pp.31-40
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    • 2020
  • The structure and dynamics of multiple shock waves are studied numerically using a finite volume solver for a model with nozzle exit Mach number of 1.75. At first, the shock variation based on images were analyzed using a Matlab program then later to the wall static pressure variation. The amplitude and frequency variation for multiple shock waves are analyzed. The cross-correlation between the shock location suggests that the first and the second shocks are well correlated while the other shocks show a phase lag in the oscillation characteristics. The rms values of pressure fluctuations are maximum at the shock locations while the other parts in the flow exhibit a lower value os standard deviation.

Preliminary evaluation of a tapered cylindrical shock wave source (테이퍼 형상을 가지는 원통형 충격파 발생기의 특성 평가)

  • Choi M. J.;Cho S. C.;Kang K. S.;Paeng D. G.;Lee J. S.
    • Proceedings of the Acoustical Society of Korea Conference
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    • pp.379-384
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    • 2004
  • 체외 충격파 쇄석술 (ESWL)은 체외에서 발생된 충격파를 체내의 결석이 위치한 부위에 집속하여 결석을 분쇄하는 비 침습적인 치료술이다. 최근 충격파를 이용하여 근관절 질환을 치료하는 체외 충격 파 치료술 (ESWT)이 또한 임상적으로 주목을 받고 있다. 아직 ESWT를 위한 최적의 충격파 노출 조건은 알려져 있지 않지만, 일반적으로 ESWL에 비해 상대적으로 충격파장의 초점 영역이 넓고 낮은 강도의 충격파를 사용한다. 본 연구에서는 ESWT에 적합할 것으로 예상되는 테이퍼 원통형 충격파 발생 방식을 제안하고자 한다. 본 연구에서는 테이퍼 원통형 충격 파 발생 의 초점 부위의 파형을 수치 해석하여 평가하고, 기존 원통형의 경우와 비교하였다. 테이퍼 원통형 충격파 발생기의 시제품을 제작하고, 발생된 강도를 평가하기 위해, 모의 결석을 제작하여 분쇄 효율을 측정하였으며, 결과를 원통형 충격파 발생기와 비교하였다.

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이중 슬롯을 이용한 충격파/난류 경계층 간섭현상의 피동제어

  • 구병수;김현섭;김희동
    • Proceedings of the Korean Society of Propulsion Engineers Conference
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    • pp.36-36
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    • 2000
  • 천음속 또는 초음속 유동이 유동장의 하류에서 부여되는 압력조건에 의하여 감속되는 경우나, 유동방향의 갑작스런 변화를 요구하는 물체 혹은 벽면이 존재하는 경우에 발생한 충격파는 벽면을 따라 발생하는 층류 혹은 난류 경계층과 복잡한 상호간섭 (interaction)을 일으켜 충격파에 의한 박리 발생, 충격파 하류에 새로운 충격파 발생, 충격파가 큰 진폭으로 진동하게 되는 현상 등을 발생시킨다. 이러한 간섭현상은 고속유동이 통과하는 유체요소나 유체기기의 성능을 좌우하는 매우 중요한 유동현상으로, 유체기계의 설계 시 사전에 고려되어야 할 중요한 공학적 문제이다.(중략)

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An Electromagnetic Shock Wave Generator Employing a Solenoid Coil for Extracorporeal Shock Wave Therapy: Construction and Acoustical Properties (체외 충격파 치료술을 위한 솔레노이드 코일을 이용한 전자기식 충격파 발생기: 구성 및 음향학적 특성)

  • Choi Min Joo;Lee Jong Soo;Kang Gwan Suk;Paeng Dong Guk;Lee Yoon Joon;Cho Chu Hyun;Rim Geun Hie
    • The Journal of the Acoustical Society of Korea
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    • v.24 no.5
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    • pp.271-281
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    • 2005
  • An electromagnetic type shock wave generator suitable for extracorporeal shock wave therapy has been constructed by employing a solenoid coil. The Property of the shock waves produced by the shock wave generator was evaluated using a needle hydrophone. It was shown that, as the capacitor discharging voltage increased from 8 to 18 kV, the Positive Peak Pressure (P+) of the shock wave increased non-linearly from 10 to 77 Wa. In contrast. the negative peak Pressure (f) varied between -3.2 and -6.8 MPa. had its absolute maximum of -6.9 ma at 14 kV The peak amplitudes P+ measured repeatedly under the same voltage setting varied within $5\;\%$ from mean values and this is very small compared to about $50\;\%$ for electrohydraulic type shock wave generators. It could be observed, from the hydrophone signal recorded over 1 ms. several sequential acoustic impulses representing bubble collapses. namely. acoustic cavitation. induced by the shock wave. A technique based on wavelet transformation was used to accurately measure the time delay between the 1st and 2nd collapse known to be closely related to the shock strength. It was observed that the measured time delay increased almost linearly from 120 to $700\;{\mu}s$ with the shock wave Pressure P+ increasing from 10 to 77 MPa.

Numerical modeling of impulse wave (수면 충격파의 수치모의)

  • Paik, Joongcheol
    • Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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    • pp.44-44
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    • 2015
  • 저수지나 하천 사면에서 발생하는 산사태와 토석류는 저수지와 하천 수체에 충격을 가한다. 이로 인해 발생하는 수면 충격파는 전파되어 반대편 제방으로 파의 처오름 또는 댐 제체위로의 물넘이로 큰 피해를 줄 수 있다. 최근 외국에서는 2차원 충격파 생성 및 전파의 기본 과정을 구명하기 위한 실험적 연구가 이뤄지고 있으며, 이들 연구들은 충격파의 발생과 전파, 사면활동 물질과 수체의 상호작용 그리고 자유 수면과 유속분표의 발달에 대한 자세한 관측 자료를 제시하고 있다. 아울러 충격파에 영향을 주는 지배 매개변수를 제시하고 있다. 하지만, 이러한 실험적 연구의 최근 진보에도 불구하고, 이들 지배 매개변수를 고려한 충격파 지배공식들은 대상 지역의 복잡한 바닥 지형이나, 평면적 지형 변화를 단순한 추정치로만 고려하게 된다. 따라서 복잡한 지형조건에서 토석류와 수체의 상호작용과 수면 충격파의 전파를 합리적으로 해석하는 데는 한계가 있다. 이 경우 수치모델링 기법을 대안으로 적용할 수 있으나, 수치모델링은 수면에서 충격파의 전파와 수중에서 토석류의 전파를 동시에 모의해야 하고, 뉴턴 유체와 비뉴턴 유체의 특성을 동시에 고려해야하므로 수치해석 연구자들에게는 하나의 큰 도전사항이다. 이 연구는 경계면 포착기법을 이용한 계산유체동력학 기법을 이용하여 사면활동과 이로 인한 정지 수역에서의 충격파의 발생 및 전파를 재현하기 위한 수치 모델링 기법을 개발하는 것이 목적이다. 사면활동과 수면의 경계면을 포착하고 위치를 정립하기 위해서 VOF (volume of fluid) 경계면 재구축 기법을 이용한다. 지배 방정식은 비압축성(incompressible) 질량 보존방정식과 나비어-스톡스(Navier-Stokes) 방정식이며, 서로 다른 유체의 상(phase)애 대한 체적분할이송방정식을 이용한다. 큰와 모의 계열의 난류 모델링 기법을 적용하여 충격파의 전파와 붕괴에 대한 난류의 영향을 고려하였다. 토석류는 비뉴턴 흐름저항 관계식을 적용하여 그 흐름특성을 재현하였다. 이들 지배방정식은 2차 정확도의 유한체적법(finite volume method)을 이용하여 해석한다. 외국의 연구자들이 관측하여 제시한 길이 11 m 그리고 폭 0.5 m의 수로에서 발생한 충격파를 수치적으로 재현하여 개발된 모형의 실제 문제에 대한 적용성을 보여준다.

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Shock Wave Phenomena in Fluid Engineerings(I) (유체공학에서 충격파현상(1))

  • 김희동
    • Journal of the KSME
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    • v.34 no.12
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    • pp.961-976
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    • 1994
  • 오늘날, 충격파현상은 유체공학, 기계공학, 항공우주공학, 물리화학, 천체물리 등은 물론, 의학분 야에서도 광범위하게 사용되고 있는 기초적 물리현상으로서, 그 중요성과 더불어 장차 발전과 여러 분야에서의 응용이 크게 기대되고 있다. 이 글에서는 충격파현상에 대한 연구의 실례와 장래의 충격파 연구에 대하여 전망하고, 충격파 연구에 주로 사용되고 있는 충격파의 발생장치에 대해서 기술하고자 한다.

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Analysis of Normal Shock-Wave Oscillation in a Supersonic Diffuser (초음속 디퓨져에서 발생하는 수직충격파 진동의 이론해석)

  • 김희동
    • Journal of the Korean Society of Propulsion Engineers
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    • v.2 no.3
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    • pp.36-46
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    • 1998
  • Shock-wave in a supersonic diffuser flow cannot be stable even in the given pressure ratio which remains constant over time, and oscillates around a certain time-mean position. In the present study, oscillation of a normal shock-wave in a supersonic diffuser was analyzed by a small perturbation method. Upstream pressure perturbation was applied to a supersonic diffuser flow with a normal shock-wave. Stability of shock-wave was investigated by considering the diffuser pressure recovery and frequency of the pressure perturbation. The results obtained show that a stable oscillation of weak normal shock-wave is obtainable for the flow with the Mach number over 1.74. The ratio of sound pressures downstream to upstream of the shock wave increases with increase of the Mach number. The present results agree well with other analytical and experimental results.

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