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Kiel Probe의 배기구 위치에 따른 전압력 측정 가능 범위 각도
진상욱(Sangwook Jin),황기영(Giyoung Hwang),민성기(Seongki Min) 한국추진공학회 2013 한국추진공학회 학술대회논문집 Vol.2013 No.12
Kiel형 전압력 프로브를 설계하고 전산유체해석(Computational Fluid Dynamics, CFD)을 활용하여 0~60° 받음각(α)에 대한 전압력 측정 전산 실험을 하였다. 외곽 튜브에 있는 배기구의 중심에서 내부튜브의 끝단까지의 상대적인 위치를 주요 설계 변수로 하였다. 배기구의 중심 위치가 내부 튜브의 끝단과 동일한 경우, 내부 튜브의 반경만큼 상류에 위치한 경우, 하류에 위치한 경우의 3가지로 나누어 계산하였다. 하류, 동일 위치의 경우 넓은 범위의 전압력 측정이 가능하였으나 상류에 위치한 경우는 그 범위가 다소 좁았다. 배기구의 위치는 프로브 전방에 형성되는 유동의 차이를 발생시키고 이는 전압력 측정 가능 범위를 결정짓는 요소로 작용한다. A Kiel-type total pressure probe was designed and its measuring range has been analyzed by using CFD(Computational Fluid Dynamics) for the range of AOA(angle of attack, α) between 0 and 60°. The main design parameter is the relative position of vent hole on the outer tube between the tip of the inner tube and the center of vent hole. The relative positions are the upstream, the downstream and the position of the inner tube tip. The downstream and the inner tube position have a wide range of measurement angle while the upsteam has a narrow range. The vent position causes the frontal flow difference of probe, which decides the available measurement range of total pressure.
진상욱(Sangwook Jin),나재정(Jae-Jung Na),이상호(Sang-Ho Rhe),이규준(Kyu-Jun Lee),임진식(Jin-Shik Lim),김성돈(Sung-Don Kim) 한국추진공학회 2010 한국추진공학회 학술대회논문집 Vol.2010 No.11
고온의 연소가스에 노출되는 디퓨저 냉각에 필요한 열량을 계산하였다. 디퓨저 내부는 공기와 혼합된 연소가스가 흐르고 디퓨저 벽체는 채널로 구성된 공간에 물이 흐르도록 되어 있다. 디퓨저 구조물과 유체 간에 또는 유체 자체적인 열전달과 구조물 내부의 열전달 현상은 복합적인 형태로 나타나는데 고온에서 작동하는 점을 고려하여 복사, 대류, 전도 모두를 적용 하였다. 열전달량 계산은 경험식에 근거한 1차원 해석과 CFD 해석의 2가지 방법으로 수행하였다. 1차원 해석은 경험식을 통해 얻어진 결과를 적용하여 열전달량을 산출하였고, CFD 해석은 DO 복사 열전달 모델을 적용하여 계산하였으며, 계산의 타당성을 검정하기 위하여 두 방법을 비교 하였다. 총 열전달량의 차이는 1% 미만으로 거의 같았으나, 1차원 계산은 열전달 모델의 단순화로 디퓨저 입구에서의 순환영역을 구현하지 못하여 전체적인 열전달량 분포에서는 차이를 보였다. 디퓨저의 안정성을 확보하기 위한 냉각수 용량은 2가지 계산 결과를 조합하여 각 구간별로 최대 열전달량을 근거로 도출하였다. Analysis of conjugated heat transfer has been conducted for the diffuser exposed to hot combustion gas to design the mechanical durability in high temperature. All the heat transfer means, conduction, convection and radiation have been considered to calculate the total heat flux from hot gas to diffuser surface. The calculation has been implemented by two kinds of methods. One thing is one dimensional method based on empirical equations. The other is CFD(Computational Fluid Dynamics) axisymmetric calculation containing κ-ω SST(Shear Stress Transport) turbulent model and DO(Discrete Ordinate) radiation model. The derived results of two methods have compared and showed similar values. From this result, the amount of cooling water and the dimension of water cooling channel were decided.
진상욱(Sangwook Jin),이규준(Kyujoon Lee),민성기(Seongki Min) 한국추진공학회 2012 한국추진공학회 학술대회논문집 Vol.2012 No.11
고정된 자유제트 노즐에 대해 반-자유제트 시험이 가능한 항공기의 엔진의 크기를 전산유체해석을 통해 확인하였다. 엔진의 형상은 원뿔기둥 모양으로 단순화된 엔진 형상으로, 길이는 일정하게 두고 콘의 각도와 직경을 각각 4단계로 나누어 총 16가지의 경우에 대해 가상 시험을 진행 하였다. 시험물의 상대 위치는 유동을 만드는 자유제트 노즐의 출구면에서 발생된 경사충격파가 원뿔과 원기둥이 만나는 지점이 되도록 하였다. 시험이 가능한 유동의 판정은 시험 영역이 원뿔을 모두 감싸는 경우에 대해 반-자유제트 시험이 가능한 것으로 판단하였다. 시험 영역이 정상적으로 형상되는 시험물의 형상은 콘의 각과 시험물의 직경 사이에 반비례 관계를 알 수 있었으며 각각의 원뿔 각에 대해 최대 직경을 확인할 수 있었다. This paper described the capable maximum size of aircraft engine for a fixed free-jet nozzle in semi-free-jet test. The shape of engine was simplified as combination of a cone and cylinder. The relative position of engine in the test area was set as contacting region between cone bottom and the oblique shock derived by free-jet nozzle exit . The assessment of available test condition was regarded as the case which test area covered whole cone part. From these tests, it was found the maximum angle for each fixed cylinder diameter.
진상욱(Sangwook Jin),최호진(Hojin Choi),황기영(Kiyoung Hwang),박동창(Dongchang Park),장원근(Won Keun Chang),양성모(Sungmo Yang),박기수(Gisu Park) 한국추진공학회 2016 한국추진공학회 학술대회논문집 Vol.2016 No.5
충격파 시험 장치(shock tunnel facility)를 이용한 자유제트 엔진시험을 수행하기 위한 가이드라인을 정리하였다. 불어내기식 또는 연속식 자유제트 시험에서 고려되는 시험물의 크기와 시험 영역(test rhombus) 선정 방법을 바탕으로 흡입구의 시동 조건에 해당하는 Kantrowitz 한계, 시동 지수(starting index)와 흡입구 내부의 박리 가능성 판단 기준인 Korkegi 상관 관계식, 요구 시험 지속 시간을 확인하기 위한 Hornung 관계식을 추가하였다. 일련의 자유제트 시험의 시험 가능 영역 확인작업을 통하여 최대 시험 가능 조건을 확인하였으며 충격파 시험 장치를 이용한 자유제트 엔진 시험초기에 시험물이 장착된 상태에서의 초음속 노즐의 미시동 원인을 파악 하였다. 추가 시험을 통해 제시된 관계식을 이용한 시험 가능 영역의 판단이 적절함을 확인하였다. This paper suggests the guide lines of test procedure in a shock tunnel facility. Based on the general way to determine the size of a test article and test rhombus in free-jet test, additional criteria which are Kantrowitz limit and Starting Index to check the intake starting, Korkegi correlation to escape a separation in duct which causes a decrease of flow channel and Hornung relation estimating the time required for steady flow are adapted. According to these relations, the maximum available test region and article size for free-jet test in shock tunnel facility have been derived. By supplemental tests, it has been concluded that to assess the size of a model and test rhombus by all the relations is reasonable.