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흡입구/격리부 모델의 Unstart 과정 2차원 수치 해석
신호철(Hocheol Shin),박수형(Soohyung Park),변영환(Yunghwan Byun) 한국추진공학회 2017 한국추진공학회 학술대회논문집 Vol.2017 No.5
본 연구에선 Texas University에서 수행된 흡입구/격리부 모델 실험에 대한 2차원 RANS 전산해석을 수행하였다. 먼저 초음속 유동 조건을 해석하여 실험에서 측정된 표면 압력 결과와 비교하고, 마하수 분포와 numerical shadowgraph를 확인하여 유동 구조를 분석하였다. 이후 격리부 후면에 압력 변화로 흡입구 불시동 상황을 묘사하고 비정상 RANS 해석을 수행하여 흡입구 불시동 진행과정을 확인하였다. In this study, the Inlet/Isolator model experiments performed at Texas University were performed by 2-dimensional RANS computerized analysis. First, supersonic flow conditions were analyzed and compared with experimental surface pressure results, and the flow structure was analyzed by confirming Mach number distribution and numerical shadowgraph. Then, the inlet unstart condition was given by changing the back pressure, and the URANS analysis was performed to confirm the progress of inlet unstart.
양인영(Inyoung Yang),이양지(Yang-ji Lee),김영문(Young-moon Kim),이경재(Kyung-jae Lee) 한국추진공학회 2012 한국추진공학회 학술대회논문집 Vol.2012 No.5
마하 5 스크램젯 엔진에 대하여 흡입구 시동 특성 시험을 수행하였다. 시험 모델과 시험 설비의 상호 작용이나 과다한 내부 압축비에 의한 흡입구 불시동 현상을 관찰하였다. 모델의 위치를 조정함으로써 모델-설비의 상호 작용을 없애고 카울의 형상을 변경하여 내부 압축비를 조정함으로써 흡입구 시동을 달성하였다. Intake start characteristics of a Mach 5 scramjet engine were investigated experimentally. Intake unstart was observed. The model-facility interaction or excessive internal contraction ratio were attributed to this unstart. Intake start was achieved by changing the model position to remove the model-facility interaction, and by modifying the cowl to give smaller contraction ratio.
양인영(Inyoung Yang),이양지(Yang-Ji Lee),김영문(Young-Moon Kim),이경재(Kyung-Jae Lee) 한국추진공학회 2012 한국추진공학회 학술대회논문집 Vol.2012 No.11
수소를 연료로 사용하는 마하 5 스크램젯 엔진 모델에 대해 불어내기식 시험 설비를 사용해 연소 시험을 수행했다. 두 가지 모델 형상에 대해 각각 연료가 없는 경우와 두 가지 당량비로 연료를 공급한 경우를 시험했다. 모델 내부의 벽정압력을 측정해 시간에 대한 데이터와 시간 평균한 공간적 데이터 분포를 사용해 모델 내부의 유동과 연소 현상을 분석했다. 모델 길이가 짧은 경우는 두 가지 당량비 모두에 대해 초음속 연소가 일어났다. 모델 길이가 긴 경우는 낮은 당량비에서는 초음속 연소가, 높은 당량비에서는 열질식이 발생하면서 아음속 연소가 일어났다. 이 때 흡입구 불시동은 발생하지 않았다. Combustion tests were conducted for a hydrogen-fueled Mach 5 scramjet engine model using a blow-down facility. No fuel and two fuel flow rate cases were tested for two different model configurations. Time history of the wall static pressures inside the model and their time-averaged spatial distribution were used for the analysis of the flow and combustion characteristics. For shorter model, supersonic combustion was occurred for both of the fuel flow rate cases. For longer model, supersonic combustion was occurred for smaller fuel case, whereas thermal choking and subsonic combustion were occurred for larger fuel case. Intake started even for this subsonic combustion case.
Shock train 전파 속도에 의한 실시간 스크램제트 불시동 포착
왕월초(Yuechao Wang),임성균(Seongkyun Im) 대한기계학회 2022 대한기계학회 춘추학술대회 Vol.2022 No.11
Unstart is an unwanted flow phenomenon that is hard to prevent from occurring in practice as it can be induced due to various factors. Based on the previous study of scramjet unstart shockwave propagation speed and the flow characteristics of hypersonic inlet from start to unstart, the average shock train propagation speed that is calculated through the change of wall static pressure at several different positions inside the scramjet can be used for the detection of unstart shockwave. The algorithm of this detection method is first introduced, followed by the parameters’ influence and determination. The run time for this algorithm was first tested by the acquired data. Further experiments were done to verify the effectiveness of this detection algorithm. In this study, real-time unstart detection and feedback flow control had tested successfully, and the delay time of programming software and devices was measured.
Shock train 전파 속도에 의한 실시간 스크램제트 불시동 포착
왕월초(Yuechao Wang),임성균(Seongkyun Im) 대한기계학회 2022 대한기계학회 춘추학술대회 Vol.2022 No.11
Unstart is an unwanted flow phenomenon that is hard to prevent from occurring in practice as it can be induced due to various factors. Based on the previous study of scramjet unstart shockwave propagation speed and the flow characteristics of hypersonic inlet from start to unstart, the average shock train propagation speed that is calculated through the change of wall static pressure at several different positions inside the scramjet can be used for the detection of unstart shockwave. The algorithm of this detection method is first introduced, followed by the parameters’ influence and determination. The run time for this algorithm was first tested by the acquired data. Further experiments were done to verify the effectiveness of this detection algorithm. In this study, real-time unstart detection and feedback flow control had tested successfully, and the delay time of programming software and devices was measured.
배주현(Juhyun Bae),진상욱(Sangwook Jin),최호진(Hojin Choi),이형주(Hyung Ju Lee),박동창(Dongchang Park) 한국추진공학회 2018 한국추진공학회 학술대회논문집 Vol.2018 No.5
이중연소램제트를 모의하는 시험장치에서 아음속 연소기의 흡입구 불시동 현상을 구현하였다. 시험장치의 후단에 플러그로 아음속 연소기의 압력을 모의하였는데, 배압이 충분히 상승하면 아음속 연소기의 흡입구에서 불시동 현상이 발생하였고, 시험장치에서 전체적으로 압력 진동이 생겼다. 특히, 이섭동은 하류의 초음속 연소기를 모의하는 격리부와 디퓨저에 먼저 도달한 후 상류의 노즐 출구로 전파되었다. 압력 진동의 주파수를 분석하였으며, 아음속 연소기의 흡입구에서의 불시동 현상이 상류의 DCR 흡입구의 불안정성으로 연결될 수 있음을 확인하였다. An experimental study has been conducted for inlet unstart phenomena of a Dual Combustion Ramjet (DCR) simulator, assuming that a subsonic combustor causes disturbances such as pressure rise and buzz. The pressure of the subsonic combustor is controlled by a designed plug at the exit of the simulator. When the pressure increases sufficiently, pressure oscillations occur through the simulator. This disturbance sweeps the entire supersonic combustor first, and arrives at the upstream nozzle exit. The frequency of the oscillations is investigated; the result shows that the inlet unstart of the subsonic combustor induces instability of the upstream inlet of a DCR.