• 한국추진공학회:학술대회논문집
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• 한국추진공학회 2012년도 제38회 춘계학술대회논문집
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• pp.238-238
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• 2012

Report is devoted to place and role of numerical simulation in design of rocket propulsion systems. In introduction advanced solutions in liquid propellant rocket engines design are presented. Further essence of design process described briefly. The central place of method of solution of direct problem in design process was shown. Numerical simulation for solving direct problem of fluid dynamic was used as the alternative to theoretical and experimental approaches. Main features of numerical models of processes in propulsion systems were observed. Some results of simulation and (or) design of different types of chemical propulsion system were presented also. The combined rocket engine, rocket engine with injection of after-turbine gas into supersonic part of the nozzle, solid propellant engine and hybrid propulsion engine are under consideration.

• 한국추진공학회지
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• 제11권4호
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• pp.26-37
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• 2007

통합 가상 엔진의 "Numerical Test Cell" 시험은 다분야 연계 해석을 통하여 하드웨어의 개발에 필요한 시간과 비용을 줄일 수 있다. 본 논문에서는 미국과 유럽에서의 전체 엔진 시뮬레이션 프로그램의 개발 활동과 NPSS를 바탕으로 관련 기술(공학 모델, 시뮬레이션 환경, 고성능 컴퓨팅)을 소개한다. 미국의 NASA Glenn 연구소는 기존의 코드들을 결합하고 기능을 개선하여 NPSS 개발 연구를 이끌고 있으며, 유럽에서는 대학, 연구소, 기업체로 구성된 VIVACE 컨소시움이 각 기관의 프로그램을 통합하여 PROOSIS를 개발하고 있다. 아울러 현재의 상황에 대한 고찰을 통하여 국내 개발의 가능성을 살펴보았다.

• International Journal of Aeronautical and Space Sciences
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• 제18권4호
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• pp.651-661
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• 2017

A truss-braced wing (TBW) aircraft has recently received increasing attention due to higher aerodynamic efficiency compared to conventional cantilever wing aircraft. For conceptual TBW aircraft design, we developed a propulsion-and-airframe integrated design environment by replacing a semi-empirical turbofan engine model with a thermodynamic cycle-based one built upon the numerical propulsion system simulation (NPSS). The constructed NPSS model benefitted TBW aircraft design study, as it could handle engine installation effects influencing engine fuel efficiency. The NPSS model also contributed to broadening TBW aircraft design space, for it provided turbofan engine design variables involving a technology factor reflecting progress in propulsion technology. To effectively consolidate the NPSS propulsion model with the TBW airframe model, we devised a rapid, approximate substitute of the NPSS model by reduced-order modeling (ROM) to resolve difficulties in model integration. In addition, we formed an artificial neural network (ANN) that associates engine component attributes evaluated by object-oriented weight analysis of turbine engine (WATE++) with engine design variables to determine engine weight and size, both of which bring together the propulsion and airframe system models. Through propulsion-andairframe design space exploration, we optimized TBW aircraft design for fuel saving and revealed that a simple engine model neglecting engine installation effects may overestimate TBW aircraft performance.

• Advances in aircraft and spacecraft science
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• 제5권3호
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• pp.349-362
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• 2018

A non-linear numerical simulation technique for predicting the unsteady performances of an airbreathing engine is developed. The study focuses on the simulation of integrated propulsion systems, where a closer coupling is needed between the airframe and the engine dynamics. In fact, the solution of the fully unsteady flow governing equations, rather than a lumped volume gas dynamics discretization, is essential for modeling the coupling between aero-servoelastic modes and engine dynamics in highly integrated propulsion systems. This consideration holds for any propulsion system when a full separation between the fluid dynamic time-scale and engine transient cannot be appreciated, as in the case of flow instabilities (e.g., rotating stall, surge, inlet unstart), or in case of sudden external perturbations (e.g., gas ingestion). Simulations of the coupling between external and internal flow are performed. The flow around the nacelle and inside the engine ducts (i.e., air intakes, nozzles) is solved by CFD computations, whereas the flow evolution through compressor and turbine bladings is simulated by actuator disks. Shaft work balance and rotor dynamics are deduced from the estimated torque on each turbine/compressor blade row.

• 한국추진공학회:학술대회논문집
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• 한국추진공학회 2007년도 제28회 춘계학술대회논문집
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• pp.250-257
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• 2007

항공기용 엔진은 설계 개발 단계에서 성능, 신뢰성, 안정성, 수명을 판단하는 시험에 엄청난 시간과 비용이 든다. 가상 엔진의 "Numerical Test Cell" 시험은 다분야 연계 해석을 통하여 하드웨어의 개발에 필요한 시간과 비용을 줄일 수 있다. 본 논문에서는 미국과 유럽에서의 전체 엔진 시뮬레이션 프로그램의 개발 활동을 소개한다. 미국의 NASA Glenn 연구소는 기존의 코드들을 결합하고 기능을 개선하여 NPSS를 개발하는 연구를 이끌고 있으며, 유럽에서는 대학, 연구소, 기업체로 구성된 VIVACE 컨소시움이 각 기관의 프로그램을 통합하여 PROOSIS를 개발하고 있다. 아울러 현재의 상황에 대한 고찰을 통하여 국내 개발의 가능성을 살펴보았다.

• 한국추진공학회지
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• 제20권3호
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• pp.37-53
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• 2016

본 논문에서는 다단 연소방식의 액체로켓엔진인 우주왕복선 주 엔진(Space Shuttle Main Engine, SSME)의 제어 알고리즘을 다룬다. 이를 위해 SSME의 각 구성품들을 기준으로 크게 7가지 분류로 나누어 구성하여 수학적 모델링을 하였으며 순항상태 추력을 기준으로 Rated Propulsion Level (RPL)에 따른 정상상태 작동점을 구하였다. 폐루프 시스템을 위하여 순항상태인 RPL 104% 조건에서의 선형모델을 이용하여 최적 출력피드백 LQR 제어기 설계를 하였으며 시뮬레이션을 통해 제어기의 성능을 검증하였다.

• 한국전산유체공학회:학술대회논문집
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• 한국전산유체공학회 2001년도 춘계 학술대회논문집
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• pp.30-37
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• 2001

A Numerical simulation for the propulsion of axisymmetric body by contractive and dilative motion is carried out. The present analysis shows that a propulsive force can be obtained in highly viscous fluid by a contractive and dilative motion of axisymmetric body. An axisymmetric analysis code is developed with unstructured grid system for the simulation of complicated motion and geometry. The developed code is validated by comparing with the results of stokes approximation with the problem of uniform flow past a sphere in low Reynolds number($R_n=1$). The validated code is applied to the simulation of contractive and dilative motion of body. The simulation is extended to the analysis of waving surface with projecting part for finding out the difference of hydrodynamic performance according to the variation of waving surface configuration. The present study will be the basic research for the development of the propulsor of an axisymmetric micro-hydro-machine.

• 한국추진공학회지
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• 제25권4호
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• pp.1-11
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• 2021

2000년 대에 들어 가파르게 성장하고 있는 우주비행체용 전기추진시스템의 안정적인 운영기술 개발을 위해, PIC-DSMC를 이용하여 전기추력기의 배기플룸의 거동을 해석하였다. 해석 방법에서 Boltzmann 관계식을 이용한 Simple Electron Fluid Model을 적용하였고, 원자-이온 간 충돌에 의해 발생하는 전하 교환 및 운동량 교환을 함께 고려하였다. 본 연구의 해석결과는 실험에서 계측한 플라즈마 전위값을 비교적 잘 예측하였다. 추력기 출구 근처에서는 활발한 입자 간 충돌 및 원자-이온 간 전하 교환으로 인해, 느린 이온 및 빠른 원자가 생성되었으며, 추력기 배기플룸의 궤적 및 속도에 중요한 영향을 미칠 것으로 예측되었다.

• 한국추진공학회:학술대회논문집
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• 한국추진공학회 2009년도 제33회 추계학술대회논문집
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• pp.221-224
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• 2009

Since the coupling of cavitation modeling with turbulent flow is the difficulty topic, a numerical simulation for two phase flow remains as one of the challenging issues in the society. This research focuses on the development of numerical code to deal with incompressible two phase flow around conical body combined with cavitation model suggested by Kunz et al. with k-e turbulent model. The simulation results are compared to experimental data to verify the validity of the developed code. The calculation results show very good agreement with experimental observations. Also, the calculation of cavitation in cryogenic fluid is being done by implementing the temperature sensitivity in government equations and it is still in the progress. This code have been being further extended to 3D compressible two phase flow for the study on the fluid dynamics around inducers and impellers in turbo pump system.

• 한국추진공학회지
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• 제18권5호
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• pp.70-78
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• 2014

고고도 모사를 위한 초음속 이차목 디퓨저의 유동 및 열전달 특성에 대한 수치적 연구를 수행하였다. 디퓨저의 유동 특성에 영향을 주는 작동압력과 형상을 변화시켜 유동 특성과 냉각 특성을 파악하였다. 냉각이 없는 경우 디퓨저가 시동 된 후, 디퓨저 벽과 아음속 구간에서 3,000 K 이상의 고온 구간이 나타났다. 디퓨저에 냉각 시스템을 추가하면 벽면 근처가 냉각되면서 유속이 빨라져 유동 길이가 길어지고 유동 박리와 함께 압력 회복이 급격해진다. 디퓨저 내부에 압력 변화를 가져오는 유동 현상과 함께 heat flux의 경향도 유사하게 나타났다.