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기체유동에서 발생하는 복합초킹 현상에 관한 연구
A Study of the Compound Choking Phenomenon in Gas Flows 원문보기

大韓機械學會論文集. Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers. B. B, v.27 no.1 = no.208, 2003년, pp.54 - 60  

이준희 (안동대학교 대학원 기계공학과) ,  백승철 (경북대학교 대학원 기계공학과) ,  최보규 ((주)동화엔텍 기술연구소) ,  김희동 (안동대학교 기계공학부)

Abstract ▼ AI-Helper 아이콘AI-Helper

Compound choking frequently occurs at a minimum area of the flow passage, where two or more streams which have different stagnation properties are merged. This phenomenon is especially important in that the flow choking may not be given by Mach number, M=1 at the nozzle throat. In order to obtain a ...

주제어

#복합 초킹   #내부 유동   #압축성 유동   #초킹 조건   #충격파   #초음속 노즐  

AI 본문요약
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* AI 자동 식별 결과로 적합하지 않은 문장이 있을 수 있으니, 이용에 유의하시기 바랍니다.

문제 정의

  • 본 연구에서는 공기를 작동유체로 사용하는 축소 노즐 유동에 대하여 압축성 Navier-Stokes 방정식을 유한체적법으로 수치계산하여 상류 정체 실의 전압 및 전온도가 복합초크의 유동특성에 미치는 영향을 조사하였다. 또 1 차원 기체방정식을 이용하여 복합초크 현상의 물리 및 조건을 비교하였다.
  • 그림에 나타낸 축소노즐은 출구에서 목높이 D 를 가지는 2 차원 유로로 되어 있으며, 분리판의 끝단은 축소노즐의 중간 부분 정도에 위치하도록 하였다. 본 연구에서는 분리판 의위/아래의 두유동이 복합초크하는 과정을 모사하기 위하여, 2 차원 압축성 Navier-Stokes 방정식을 유한 체적 법으로 수치 계산 하였다. 지배방정식과 상세한 수치계산법에 대해서는 문헌(10)에 상세하게 기술되어 있으므로, 여기에서는 생략한다.

가설 설정

  • 축소노즐의 입구에서 서로 다른 압력과 온도를 가지는 두 유동은 축소노즐에서 혼합하여 대기로 방출되며, 수치계산에 적용된 경계조건으로 각 유동에 전압 Poi, P02 와 전온도 Toi, T02 의 유입조건을 적용하였으며, 유출조건으로 노즐의 배압 Pa 를 대기압으로 가정하였다. 또한 고체벽에는 단열 no- slip 조건을 적용하였다.
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참고문헌 (12)

  1. Woo, S. H., Kim, T. H., and Kim, H. D., 1999, 'Further Consideration in Internal Gas Flow Choke,' Proceedings of the KSME 1999 Spring Annual Meeting B, pp. 379-384 

  2. German, R. C., Bauer, R. C. and Panesci, J. H., 1966, 'Methods for Determinig the Performance of Ejector-Diffuser Systems,' Journal of Spacecraft, Vol.3, No.2, pp. 193-200 

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  3. Clark, L. T., 1995, 'Application of Compound Flow Analysis to Supersonic Ejector-Mixer Performance Prediction,' AIAA Paper, No. 95-0645 

  4. Lewis, M. J. and Hastings, D. E., 1987, 'The Influence of Flow Non-Uniformities in Air-Breathing Hypersonic Propulsion Systems,' AIAA Paper, No. 87-2079, pp. 1-14 

  5. Schindel, L., 1999, 'Effect of Nonuniform Nozzle Flow on Scramjet Performance,' Journal of Propulsion and Power, Vol.15, No.2, pp. 363-364 

    상세보기 crossref

  6. Fabri, J., Grives, E., and Siestrunk, R., 1953, 'Etude Aerodynamique des Trompes Supersoniques,' G. $\ 

  7. Chow, W. L., and Addy, A. L., 1964, 'Interaction between Primary and Secondary Streams of Supersonic Ejector Systems and Their Performance Characteristics,' AIAA Journal, Vol. 2, pp. 686-695 

    상세보기 crossref

  8. Bernstein, A., Heiser, W. H. and Hevenor, C., 1967, 'Compound-Compreessible Nozzle Flow,' Trans. of the ASME Journal of Applied Mechnics, pp. 548-554 

  9. Hoge, H. J., and Segars, R. A., 1965, 'Choked Flow: A Generalization of the Concept and Some Experimental Data,' AIAA Journal, Vol.3, pp. 2177-2184 

    상세보기 crossref

  10. Lee, J. H., Kim, H. D., and Park, J. H., 2001, 'A Fundamental Study of the Compound Choking in Gas Flow,' Journal of KSPE(to be published) 

  11. Kwon, J. K., Masusaka, K., Miyazato, Y., Katanoda, H., Masuda, M., and Matsuo, K., 2001, 'Compound Choking of a Two-Parallel Stream through a Nozzle,' Proceeding of 6th Asian Symposium in Visualization, pp. 109-111 

  12. Shapiro, A. H., 1953, 'The Dynamics and Thermodynamics of Compressible Fluid Flow,' Ronald Press Co., New York 

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