초음속 사각 노즐의 형상 변화를 통한 연마 성능 개선 (2018 ~ 2020)

연마 가공(Abrasive blasting)은 유체 등을 이용하여 가속된 연마재를 작업 표면에 충돌시켜 발생한 침식 현상을 이용한 재료 제거 공정이다. 작동 유체와 연마재를 가속시키기 위하여 축대칭 노즐(Axisymmetric nozzle)이 보편적으로 사용되어 왔으며, 에너지 밀도를 중심축에 집중시키는 축대칭 노즐의 유동 특성을 개선하고 연마 성능을 향상시키기 위하여 축대칭 노즐과 상이한 유동구조를 갖는 사각 노즐 제트에 대한 연구가 진행되었다. 사각 노즐은 비교적 높은 에너지를 가진 연마재를 넓은 영역에 균일하게 분산시키는 것으로 알려져 있으며, 이를 서로 다른 형상을 가진 사각 노즐을 활용하여 유체 역학적인 관점에서 실험적 연구를 수행한다. 사각 노즐 제트의 충돌 특성을 정량적으로 분석하기 위하여 고해상도 압력 데이터를 얻을 수 있는 광학 센서인 압력감응페인트(Pressure Sensitive Paint)를 활용하고, 슐리렌 유동가시화 기법(Schlieren visualization technique)을 적용하여 충돌 유동장을 관찰한다.