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소형 추력기의 성능 개선을 위한 액체 추진제 주입기 최적 설계 및 추진제 거동 연구
김기로(Kiro Kim),김수겸(Su-Kyum Kim),변도영(Do-Young Byun),이세민(Se-Min Lee),정강수(Kang-Su Jung),박수형(Soo-Hyung Park),김성균(Sung-Kyun Kim),유명종(Myoung-Jong Yu) 한국항공우주학회 2011 韓國航空宇宙學會誌 Vol.39 No.4
본 연구는 기존의 인젝터와 새로운 형태의 인젝터를 비교분석 함으로써 소형 추력기의 성농을 연구하였다. 기존의 인젝터는 볼록한 표면에 8개의 노즐로 구성되어 액체 추진제를 분사하는 형태로 제작되었다. 우리가 제안한 새로운 형태의 인젝터는 오목한 표면에 4, 5, 6, 8, 9개의 노즐로 구성된 충돌형 인젝터이다. 노즐의 구멍을 통해 분사되는 액체 추진제는 축 방향으로 한 점에서 부딪히게 설계되었으며, 이는 분사되는 액체 추진체의 입자를 더욱 세분화하여 사방으로 일정하게 분무할 수 있도록 하였다. 본 논문에서는 천산유체역학, 입자 유속계 및 고속 카메라를 이용하여 분무 가시화 및 인젝터의 성능을 연구하였다. This work studies the performance of an injector for a monopropellant thruster, comparing a conventional and new injector types. The conventional injector consists of 8 nozzles on a convex surface allowing the jet to be diverged. The new injector, we suggested, is an impinging type with nozzle holes on a concave surface. The fuel streams through the nozzle holes are collide at a point on an axial direction, which allow to atomize the liquid streams and to spray more uniformly along circular direction. The performance of the injectors is investigated by using computational fluid dynamics, particle image velocimetry and high speed camera visualization.
떼를 지은 세라티아 마르체센스의 전기주성(電氣走性)을 이용한 마이크로 구조물의 제어에 관한 실험적 연구
곽영헌(Young-Hun Kwak),김달형(Dalhyung Kim),김지훈(Jihoon Kim),김지영(Jiyoung Kim),김기로(Kiro Kim),김민준(Min-Jun Kim),변도영(Doyoung Byun) 대한기계학회 2009 대한기계학회 춘추학술대회 Vol.2009 No.11
Serratia marcescens are rod-shaped bacterium, human pathogen, and flagellate bacteria. We have investigated micro-actuator based on SU-8 structures by S. marcescens in microfluidics system. Microstructures fabricated using conventional micro-fabrication techniques are blotted on the swarm plate, which leaves a bacterial monolayer on the surface of the microstructure. We have investigated microstructures powered by S. marcescens to determine how cell orientation on the microstructure surface relates to the swarming patterns as well as how the orientation is affected by external stimulus. From this result, we will help to enhanced direction control of bacteria such as micro-assembly and micro-manipulation.
유체-구조 연계해석을 통한 소형민수헬기(LCH) 공력 및 구조하중 해석
이다운(Da-Woon Lee),김기로(Kiro Kim),이관중(Kwan-Jung Yee),정성남(Sung-Nam Jung) 한국항공우주학회 2019 韓國航空宇宙學會誌 Vol.47 No.7
본 연구에서는 국내 개발 중인 소형 민수 헬리콥터(LCH)에 대해 유체-구조 연계 기법을 이용하여 로터 공력 및 구조 하중에 대한 고정밀 공탄성 해석을 수행하였다. LCH 로터는 일반적인 힌지형 로터와 달리 탄성체 베어링과 블레이드 상호 연계형 댐퍼 시스템을 탑재하였으며, 이에 대한 구조동역학 해석을 위해 CAMRAD-II 모델을 구축하였다. 주 운용조건인 전진비 0.28 순항조건에서 단일 로터 모델과 로터-동체 모델에 대한 유체-구조 연계해석을 수행하여 동체 모델링의 효과를 분석하였다. 동체 모델링이 로터의 하중 및 블레이드-와류 간섭에 미치는 영향은 제한적이지만, 루트에서 발생한 와류가 동체 효과에 의해 꼬리 로터에 무시할 수 없는 영향을 줄 수 있음을 수치적으로 확인하였다. 양력선 이론 기반의 구조동역학 해석 결과는 유체-구조 연계해석 결과와 대체로 부합하는 결과를 보였으나, 비정상 유동 예측 모델의 한계로 인해 공력 하중, 탄성 변위에 대한 peak-to-peak 크기를 낮게 예측하고 구조 진동 하중에서 주요한 위상 차이를 나타냈다. The airloads and structural loads of Light Civil Helicopter (LCH) rotor are investigated using a loose CFD/CSD coupling. The structural dynamics model for LCH 5-bladed rotor cwith elastomeric bearing and inter-bladed damper is constructed using CAMRAD-II. Either isolated rotor or rotor-fuselage model is used to identify the effect of the fuselage on the aeromechanics behavior at a cruise speed of 0.28. The fuselage effect is shown to be marginal on the aeromechanics predictions of LCH rotor, though the effect can be non-negligible for the tail structure due to the prevailing root vortices strengthened by the fuselage upwash. A lifting-line based comprehensive analysis is also conducted to verify the CFD/CSD coupled analysis. The comparison study shows that the comprehensive analysis predictions are generally in good agreements with CFD/CSD coupled results. However, the predicted comprehensive analysis results underestimate peak-to-peak values of blade section airloads and elastic motions due to the limitation of unsteady aerodynamic predictions. Particularly, significant discrepancies appear in the structural loads with apparent phase differences.
γ-Re<SUB>θ</SUB>천이 모델을 사용한 KARI-11-180 익형의 천이 유동해석
사정환(Jeong Hwan Sa),김기로(Kiro Kim),조금원(Kum Won Cho),박수형(Soo Hyung Park) 한국항공우주학회 2017 韓國航空宇宙學會誌 Vol.45 No.3
본 연구에서는 KFLOW에서 사용하고 있는 γ-Re<SUB>θ</SUB> 천이 모델을 사용하여 KARI-11-180 익형의 공력특성을 수치적으로 예측하고 그 결과를 실험 결과 및 XFOIL과 MSES의 결과와 비교하였다. 완전 난류모델은 천이모델에 비해 마찰항력을 크게 예측하기 때문에 전체적으로 높은 항력을 예측하는 등 천이모델과 완전 난류모델간의 차이를 확인하였다. KFLOW의 γ-Re<SUB>θ</SUB> 모델을 사용한 결과는 실험을 통해 확인된 천이 유동 실험 결과의 특성을 잘 예측하고 있었으며 XFoil이나 MSES의 결과와도 잘 일치하고 있음을 확인하였다. 본 연구를 통해 drag-bucket현상이 익형 표면의 천이점의 급격한 변화로 인해 발생함을 확인하였다. In this study, numerical simulations were performed using the γ-Re<SUB>θ</SUB> transition model of KFLOW for the transitional flow over the KARI-11-180 airfoil. Numerical results of KFLOW were compared with experimental data and two other numerical results of XFoil and MSES. Fully turbulence model was predicted high skin friction drag than transition model because fully turbulence model could not solve the transitional flow. Numerical predictions using the γ-Re<SUB>θ</SUB> model of KFLOW show a good agreement with experimental data and other numerical results. Present numerical results were confirmed the state of drag bucket due to dramatic changing of the transition location on the airfoil surface.