초음속 엔진의 흡입구 종말충격파와 연소실 화염의 상호간섭 동적연구

염효원(Hyo-Won Yeom),김선경(Sun-Kyeong Kim),김성진(Seong-Jin Kim),성홍계(Hong-Gye Sung),길현용(Hyun-Yong Gil),윤현걸(Hyun-Gull Yoon) 한국추진공학회 2009 한국추진공학회 학술대회논문집 Vol.2009 No.5

초음속 엔진의 흡입구에서의 종말충격파와 연소실 화염의 상호간섭 연구를 위하여 초음속 엔진의 전 영역, 즉 흡입구에서부터 연소실과 노즐까지 통합하여 비정상 연소수치해석을 수행하였다. 초음속 엔진이 상승하는 가속모드와 순항모드에서 상호간섭의 동적현상을 연구하였다. 흡입구에서의 충격파거동과 주요 위치에서 압력거동을 분석하고 초음속 엔진 전영역에서의 음향모드를 분석하여 현 시스템의 동적 거동을 파악하였다. Unsteady numerical analysis of an entire supersonic propulsion system from intake to nozzle was performed to study dynamic interaction between terminal shock in the intake and flame in the combustor. Both acceleration and cruise flight-modes were considered. Acoustic mode of the entire engine for both fligh- modes were investigated by detail analysis of pressure fluctuation at each location of engine.

공동형 보염기를 갖는 모델 스크램제트 엔진의 흡입구 측면효과를 고려한 3차원 통합 유동해석

염효원(Hyo-Won Yeom),김성진(Sung-Jin Kim),성홍계(Hong-Gye Sung),강상훈(Sanghoon Kang),양수석(Soosuk Yang) 한국추진공학회 2009 한국추진공학회 학술대회논문집 Vol.2009 No.11

모델 스크램제트 엔진의 3차원 유동특성 이해를 위하여 다단의 충격파를 발생 시키는 흡입구부터(외부 유동영역) 공동형 보염기, 연소기, 노즐이 포함되는 엔빈 내부 전영역을 통합한 수치해석을 수행하였다. κ-ω SST 난류모델과 Sarkar모델이 적용된 저 레이놀즈 수 κ-ε 난류모델의 해석결과를 실험 결과와 비교하였으며, 흡입구의 측면효과(intake side wall effects)를 살펴보기 위하여 측면의 유무에 따른 유동특성을 관찰하였다. 본 연구에 소요되는 계산시간의 효율성을 위하여 계산영역을 다중블럭으로 구성하였으며, MPI(Massage Passing Interface) 병렬 계산 기법을 적용하였다. To identify the detailed 3D flow characteristics of a model scramjet engine, a unified 3D numerical analysis was performed. The numerical domain of concern includes the entire flow path of the model scramjet engine extending from the intake to the nozzle exhaust. Turbulent models(κ-ω SST and low Reynolds number κ-ε with Sarkar model) were applied with comparison of experiment result. Intake side wall"s effect on flow characteristics was analyzed in view points of flow quality at inlet duct and near the flame holder as well. The code is paralleled with multi-block feature using MPI(Massage Passing Interface) library to speed up the 3D calculation.

Developing a dynamic portfolio selection model with a self-adjusted rebalancing method

Jung, Jongbin,Kim, Seongmoon Informa UK (TaylorFrancis) 2017 JOURNAL OF THE OPERATIONAL RESEARCH SOCIETY - Vol.68 No.7

이중연소 램제트의 혼합/연소 해석을 위한 Delayed Detached-Eddy Simulation

염효원(Hyo-Won Yeom),서봉균(Bong-Gyun Seo),성홍계(Hong-Gye Sung),길현용(Hyun-Young Gil),윤현걸(Hyun-Gul) 한국추진공학회 2012 한국추진공학회 학술대회논문집 Vol.2012 No.11

이중연소 램제트는 두 개의 연소기(아음속 연소기와 초음속 연소기)로 이루어져 있다. 본 논문은 초음속 연소기에서의 혼합 연소 특성을 살펴 보기위하여 하이브리드 기법인 delayed detached-eddy simulation(DDES) 수치 기법을 연구하였다. Reynolds average 형태의 난류 모델 중 초음속 유동해석에서 널리 애용되는 k-w SST 모델 결과와 비교하였다. 스플리터와 연소기에서의 충력파의 구조와 두 초음속 유동의 혼합 및 연소특성을 살펴보고 연소기의 팽창비의 영향을 조사하였다. Dual combustion ramjet has two combustors of subsonic and supersonic combustors. The mixing and combustion characteristics in the supersonic combustor are investigated using hybrid turbulence technique, delayed detached-eddy simulation(DDES). The evaluation was performed with the results of k-w SST model which commonly applied for supersonic turbulent flow. analysis The shock wave structures, mixing and combustion characteristics are addressed and the expansion ratios of combustor area has been investigated.

고고도 엔진 성능모사를 위한 2차 노즐 목을 갖는 초음속 이젝터의 설계 인자 연구(II)

윤시경(Si-Kyung Yoon),염효원(Hyo-Won Yeom),성홍계(Hong-Gye Sung),신완순(Wan-Soon Shin) 한국추진공학회 2008 한국추진공학회 학술대회논문집 Vol.2008 No.11

일정 압력으로 혼합하는 이젝터에서 수축률(Contraction Ratio)로 대변되는 초음속 이젝터 설계 인자에 대한 연구가 수행되었다. 이젝터 설계 인자는 1차 유동과 2차 유동의 질량 유량 비율, 1차 유동 면적과 2차 유동 면적의 비율, 1차 유동의 마하수에 영향을 받는 다는 것을 알 수 있었다. 그리고 특정 작동 조건에 대해 이젝터 유동 가시화 작업을 수행하였다. The effects of design parameters of supersonic ejector system under the assumption of constant pressure mixing; such as mass flow rate ratio, area ratio, Primary mach number on ejector system performance were investigated by theoretical formulations. And for a given design condition and working fluid, Computational Fluid Dynamics was conducted.

한국형 기동헬기 APU 시동모터 결함원인 분석 및 신뢰성 개선

강태우(Tae-Woo Kang),염효원(Hyo-Won Yeom),이희랑(Hee-Rang Lee),안종무(Jong-Moo Ahn) 한국산학기술학회 2017 한국산학기술학회논문지 Vol.18 No.6

한국형 기동헬기(이하 수리온) 사업은 군이 운용중인 노후헬기를 국산헬기로 대체하기 위하여 연구개발한 사업으로 소요군의 전투력 향상과 운용, 유지 경제성을 고려한 사업이다. 수리온 보조동력장치는 주 발전기의 고장 시 장착 된 교류발전기로 체계에 비상 전원을 공급하는 장치이며 시동모터는 배터리의 전기적 에너지를 기계적 회전에너지로 변환 하여 보조동력장치 엔진을 회전시키는 장치이다. 수리온의 전력화 및 운용이 지속됨에 따라 시동모터의 결함이 발견되었고 이를 해소하기 위한 개선 활동을 진행하였다. 고장모드 분석에서는 결함발생에 대한 현상을 확인하고 결함원인을 5가지로 분류하였다. 5가지 인자에 대한 분석결과 결함의 주요 원인은 기계적 마모이며 이는 스프링 압력과 관련이 있다는 사실을 확인 하였다. 이론적으로 결정 된 압력조절을 통해 250회의 시험검증을 수행하였고 4개의 샘플링 마모량으로 회귀분석을 수행한 결과 모두 0.05이하의 유의수준을 보였기에 대립가설을 채택 하였다. 결론적으로 브러쉬 이상마모와 마모로 인한 파손은 압력조절을 통해 해결할 수 있었으며 시험을 통해 마모량 예측 및 결과 타당성을 확인 할 수 있었다. Korea Utility Helicopter(KUH) is a project to replace the aging helicopter presently being operated by the military with a domestic helicopter. The auxiliary power unit is a device that supplies emergency power to the system by an alternator installed when the main generator fails and the start motor converts the electrical energy of the battery into mechanical rotational energy to rotate the auxiliary power unit engine. With continuing power and operation, defects of the starting motor were found and improvements were carried out to solve it. In the failure mode analysis, the causes of possible defects were classified into 5 categories. Analysis of the 5 factors revealed that the main cause of defects is mechanical wear, which was found to be related to spring pressure. 250 tests were conducted through the theoretically determined pressure and regression analysis was performed with 4 sampling.The results showed that pressure was related to wear rate. In conclusion, early wear and breakage due to wear can be controlled through spring force and test showed the prediction of wear and the validity of the result were confirmed.

무인항공기 인증체계 수립을 위한 국외 동향과 국내 연구에 대한 고찰

양준모(Jun-Mo Yang),염효원(Hyo-Won Yeom),김민성(Min-Sung Kim) 한국산학기술학회 2021 한국산학기술학회논문지 Vol.22 No.7

국제민간항공기구는 2026년을 목표로 무인항공기와 유인항공기의 통합 운용을 목표로 하고 있다. 무인항공기의 안전한 운용을 위해 국제민간항공기구는 감항, 통신, 감지 및 회피, 자격, 운용, 항공교통관제, 인적요인, 보증 등 8개의 워킹 그룹을 구성하였다. 각 워킹 그룹에서는 유인항공기에 적용되는 문서를 기반으로 무인항공기 인증체계를 수립하고 있다. 이런 흐름에 따라 미국과 유럽의 항공청은 국제민간항공기구의 계획을 기반으로 각 국가에 맞는 무인항공기 인증 체계를 구축하고 있다. 우리나라도 국제민간항공기구에서 개최하는 원격조종항공기시스템 패널에 참여하여 동향을 파악하고 관련 연구를 진행하고 있다. 최근 방위사업청에서는 수직 이착륙기의 일종인 드론의 소요 재기가 증가함에 따라 이에 맞는 소형 회전익 무인항공기 감항인증기준(안)을 수립하였다. 또한 소형 회전익 무인항공기 감항인증기준(안)의 보완은 앞으로 진행되는 사업의 시범 적용을 통해 진행할 것으로 발표하였다. 본 논문에서는 무인항공기 시장 확대에 따른 민간과 군의 동향과 국내에서 진행 중인 연구를 조사하여 앞으로 나아갈 방향을 제안하였고, 국제민간항공기구와 항공선진국의 기술기준에 빠르게 대응한다면 우리나라에 맞는 인증체계를 도출할 수 있을 것으로 기대한다. The International Civil Aviation Organization(ICAO) aims to integrate unmanned aerial vehicles and manned aircraft with the goal of 2026. For the safe operation of unmanned aerial vehicles, the ICAO has formed eight working groups, including airworthiness, communications, detect and avoid, licensing, operations, air traffic management, human in the system, and endorsement. Each working group is establishing an unmanned aerial vehicle certification system based on the documents applied to manned aircraft. With this trend, the U.S. and European aviation administration are establishing a certification system for unmanned aircraft for each country based on the plans of the ICAO. South Korea also participates in the Remoted Piloted Aircraft System Panel (RPASP) held by the ICAO to identify trends and conduct related research. Recently, the Defense Acquisition Program Administration (DAPA) established airworthiness certification standards (draft) for small rotorcraft unmanned aerial vehicles according to the increasing demands of drones, a type of vertical take-off and landing aircraft. In addition, it was announced that the supplementation of the airworthiness certification standard (draft) for small rotorcraft unmanned aerial vehicles would be carried out through the application of future projects. This study examined the civil and military trends due to the expansion of the unmanned aircraft market and the ongoing research in South Korea and proposes a direction to move forward. A concerted response to the technical standards of ICAO and advanced countries will help develop a certification system suitable for the country.

액적 분사/연소를 고려한 초음속 엔진의 buzz 특성

김성진(Seong-Jin Kim),염효원(Hyo-Won Yeom),성홍계(Hong-Gye Sung),길현용(Hyun-Yong Gil),윤현걸(Hyun-Gull Yoon) 한국추진공학회 2010 한국추진공학회 학술대회논문집 Vol.2010 No.5

초음속 엔진에서 흡입구의 buzz현상은 큰 압력진동과 연소 불안정성 그리고 추력 감소 등을 야기한다. 흡입구의 buzz현상과 액적 분사/연소의 동적인 상호관계를 이해하기 위하여 통합된 비정상 연소수치해석을 수행하였으며, 액적 모사를 위하여 TAB(Taylor Analogy Breakup) model을 적용하였다. 흡입구에서의 충격파거동과 주요 위치에서 압력거동을 분석하고 초음속 엔진 전영역에서의 음향모드를 분석하여 현 시스템의 동적거동을 파악하였다. In supersonic propulsion system, the inlet buzz phenomenon in the subcritical operation arises large pressure oscillation, combustion instability, and thrust loss, etc. Inlet Buzz phenomenon and the spray injection/combustion are figured out by the unified unsteady numerical analysis. TAB(Taylor Analogy Breakup) model was applied. Acoustic mode of the entire engine was investigated by detail analysis of pressure fluctuation at each location of the engine

램제트 추진 시스템의 동적 제어 모델링 기법(I)

김선경(Sun-Kyeong Kim),염효원(Hyo-Won Yeom),전창수(Chang Soo Jeon),성홍계(Hong-Gye Sung),박익수(Ik-Soo Park),이규준(Kyu-Joon Lee) 한국추진공학회 2008 한국추진공학회 학술대회논문집 Vol.2008 No.5

램제트 추진 시스템 제어를 위한 모델링 기법에 대한 연구를 수행하였다. 연료공급시스템은 동적 메커니즘을 묘사하기 위해 전형적인 2차 시스템 모델을 사용하였으며, 이로부터 연료공급시스템의 계단 응답특성을 계산하고 이에 상응되는 연소실 압력섭동과 종말 충격파의 위치 변화 관계를 파악하였다. 압력섭동과 종말 충격파 간의 상관관계를 도출하기 위하여 연소실 압력은 일정한 주기와 진폭을 갖는 사인파로 모델링하여 종말충격파의 거동에서 나타나는 위상차를 확인하였다. 본 연구를 통해 시스템의 작동에 대한 물리적인 이해를 도모하며, 시스템의 동적 특성이 엔진 작동에 미치는 영향을 살펴보았다. In this paper, prototype dynamic modeling scheme to control ramjet propulsion systems were proposed. From the physical understandings of engine system, a typical 2nd-order system model was applied to simulate the dynamic characteristics of fuel supply system. The shock location varience in diffuser to chamber pressure fluctuation is calculated so that the out of phase between two signals was observed.

이중램제트 연소기의 혼합/연소 향상 연구

신준수(Jun-Su Shin),염효원(Hyo-Won Yeom),성홍계(Hong-Gye Sung),길현용(Hyun-Young Gil) 한국추진공학회 2013 한국추진공학회 학술대회논문집 Vol.2013 No.5

이중램제트 연소기는 아음속 연소기와 초음속 연소기, 2개의 연소기로 이루어져 있다. 초음속 연소기는 아음속 연소기에서 발생한 연료과농의 연소가스와 흡입공기를 연소시켜 추력을 발생한다. 평행한 두 유동의 속도가 매우 빠르기 때문에 연소기 내에서 충분한 혼합/연소를 이루는 것이 매우 중요하다. 본 논문에서는 초음속 연소기에서 내에서 충격파를 발생시켜 혼합/연소를 촉진하는 방법을 연구하였다. 또한 혼합 및 연소의 동적 거동을 모사하기 위하여 Delayed Detached Eddy Simulation(DDES) 하이브리드 수치기법을 적용하였다. Dual combustion ramjet(DCR) has two combustors, subsonic and supersonic combustors in tandem. Supersonic combustor provides the required thrust by combustion of fuel-rich burned gas injecting from the subsonic combustor and air from the intake. Effective mixing and combustion are very important because these two parallel streams are supersonic speed in the combustor. A kind of shock inducing method is applied to enhance mixing and combustion in the supersonic combustor. A hybrid numerical scheme, Delayed Detached Eddy Simulation(DDES) is implemented to the simulation for capturing dynamics of mixing and combustion.