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Bernard Parent,최정열(Jeong-Yeol Choi) 한국추진공학회 2008 한국추진공학회 학술대회논문집 Vol.2008 No.11
스크램젯 비행체에서 극초음속 순항미사일의 추진 특성을 향상시키고 항력을 적게 발생하면서 전력을 생산하는 장치로써 MHD 장치가 최근 들어 큰 관심을 받아왔다. 이전에 보였던 것보다 보다 완전한 물리적 모델을 바탕으로 하면, 경계층 박리 억제나 파워 바이패스를 통해 극초음속 추진 시스템의 성능 향상을 하는 MHD의 쓰임새를 논의하는 것은 불필요한 일이 된다. MHD 유동 제어를 하게 되면 엔진 성능에 상당한 역효과를 미치는 불가피한 Joule 가열이 크게 발생한다. 하지만, 예비조사에 따르면 MHD는 약간의 항력만을 더 발생하면서 스크램젯 엔진을 장착한 무기에 메가와트 단위의 큰 전력을 생산해 낼 수 있을 것으로 여겨진다. Magnetohydrodynamics (MHD) devices have received considerable attention in recent years as a means to either improve the propulsive characteristics of hypersonic cruise missiles or as a means to generate power at low cost in drag and weight aboard scramjet powered vehicles. Based on more complete physical models than previously used, it is here argued that the use of MHD is not valuable in improving the performance of hypersonic propulsion systems through prevention of boundary layer separation or power bypass. This is due to the inevitable high amount of Joule heating accompanying MHD flow control having considerable undesired adverse effects on the engine performance. On the other hand, preliminary estimates indicate that MHD is likely to succeed in generating high amounts of power with little additional drag to feed megawatt-class energy weapons on-board scramjet engines.
스크램제트 엔진의 난류 연소 및 탄화수소 연료 연구 및 방향
최정열(J.-Y. Choi),Bernard Parent,원수희(S.-H. Won),신재렬(S.-H. Lee) 한국추진공학회 2008 한국추진공학회 학술대회논문집 Vol.2008 No.11
본 논문에서는 그동안 부산대학교 연소추진연구실에서 진행되어 온 스크램제트 엔진 내의 초음속 연료 공기 혼합 및 난류 연소 연구 결과에 대한 소개가 이루질 것이다. 아울러 실용 스크램제트 엔진에서 이용되는 초임계 탄화 수소 연료 연소의 특징과 수치적 모델링 기법에 대하여 소개가 잇을 것이다. Present paper introduces the research activities on fuel-air mixing and combustion of supersonic turbulent flows in scramjet combustor carried out in Aerospace Combustion and Propulsion Laboratory of the department of Aerospace Engineering of the Pusan national University. Also, an introduction will be given to the characteristics of the supercritical hydrocarbon fuel combustion in a practical scramjet engine and its numerical modeling approaches.
TBCC를 위한 CVC 엔진의 데토네이션 현상 기초 연구
최정열(J.-Y. Choi),Bernard Parent,조덕래(D.-R. Cho),강기하(K. Kang),신재렬(J.-R. Shin),이수한(S.-H. Lee),이태형(T.-H. Yi) 한국추진공학회 2008 한국추진공학회 학술대회논문집 Vol.2008 No.11
DARPA가 계획 중인 대형 극초음속 추진 기관 개발 프로그램 VULCAN 프로그램은 듀얼모드 램제트/스크램제트 엔진과 연계되어 TBCC엔진을 이룰 수 있도록, 기존의 터보제트(또는 터보팬) 엔진과 CVC과 엔진을 결합하여 마하수 4이상에서 작동 가능한 엔진을 개발하는 것을 목표로 하고 있다. CVC 엔진은 데토네이션 연소 현상을 기본으로 하여 고마하수에서 고효율을 얻을 수 있는 PDE 이나 CDE와 같은 신개념의 엔진이다. 본 논문에서는 부산대학교 항공우주공학과 연소 추진 연구실에서 지난 수년간 국제공동 연구의 형태로 수행한 데토네이션 현상의 추진기관 응용에 연구에 대하여 소개한다. DARPA"s hypersonic propulsion program VULCAN is aimed for development of Mach 4+ capable engine by combining current production turbofan engine such as F119 with CVC (Constant Volume Combustion) engine. Final goal is a TBCC(Turbo-based Combined Cycle) engine by combining with dual mode ramjet/scramjet engine. CVC is a common designation of new concept of high efficiency engines, such as Pulse Detonation Engine (PDE) or Continuous Detonation Engine (CDE), which use the detonation as a combustion mechanism. Present paper introduces the internationally collaborative research activities carried out in Aerospace Combustion and Propulsion Laboratory of the department of Aerospace Engineering of the Pusan national University.
초음속 유동 해석을 위한 Wilcox κ - ω 난류 모델 비교
김민하(Min-Ha Kim),Bernard Parent 한국항공우주학회 2012 韓國航空宇宙學會誌 Vol.40 No.5
본 연구에서는 초음속 비행체에 나타나는 유동 특성 해석을 위해 1988 Wilcox κ - ω 모델과 2008 Wilcox 모델의 수치 결과를 비교하였다. 충격파 - 경계층 간섭 현상과 램프 주입기 혼합 문제에 대하여 실험결과와 비교, 검토하였다. 또한, 표면 마찰 측정의 기초가 되는 평판 흐름과 전단 층 성장에 대한 상관 관계식도 비교, 분석 하였다. 램프 주입기 케이스에서 최대 주입 질량비는 1988 Wilcox 모델을 이용하였을 때 보다 신뢰성 있는 해석 결과를 예측할 수 있었다. 그러나 충격파 - 경계층 간섭 케이스에 대해서는 2008 Wilcox 모델을 적용하였을 때 더 정확한 해석 결과가 도출됨을 확인하였다. This paper presents numerical results comparing the performance of the 2008 Wilcox κ - ω turbulence model to the one of the 1988 Wilcox κ - ω model for supersonic flows. A comparison with experimental data is offered for a shock wave/turbulent boundary layer interaction case and two ramp injector mixing cases. Furthermore, a comparison is performed with empirical correlations on the basis of skin friction for flow over a flat plate and shear layer growth for a free shear layer. It is found that the maximum injectant mass fraction of some ramp injector cases is better predicted using the 1988 Wilcox model. On the other hand, the 2008 model performs better in simulating shock-boundary layer cases.
최정열(Jeong-Yeol Choi),노진현(Jinhyeon Noh),Bernard Parent 한국추진공학회 2008 한국추진공학회 학술대회논문집 Vol.2008 No.11
본 리뷰에서는 미국 DARPA에 의하여 최근 진행 중이거나 계획 중인 X-51A, HTV-3X 및 HCV 등의에 대해서 소개하며, 이들 극초음속 비행체의 추진 기관의 구성 및 핵심 기술의 개발 전략에 대하여 살펴본다. Present review introduces the on-going or planed hypersonic vehicles by DARPA including X-51A, HTV-3X and HCV. The configuration and the R&D strategies of the hypersonic propulsion systems will be also introduced with its core technologies.