• 한국추진공학회지
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• 제17권6호
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• pp.81-88
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• 2013

Taylor-Maccoll 유동관계식과 준 1차원 모델을 적용한 구성품 기반의 이중램제트 추진기관 모델 개발에 대해 기술하였다. 이중램제트 흡입구는 Taylor Maccoll 유동관계식을 적용하여 콘 각도 $25^{\circ}$ 형상을 갖는 흡입구에 대해 아음속 및 초음속 흡입구 모델을 구현하였으며 예 연소가스를 초음속 연소기로 전달하는 기능의 가스발생기는 Lumped 모델을 적용하여 모델을 구현하였고 요구되는 노즐목 크기에 대해 기술하였다. 초음속 연소기의 경우 준 1차원 모델을 적용하여 위치에 따른 마하수 변화, 온도변화 및 압력변화 등을 제시하였다. 또한 금번 모델을 이용하여 당량비 및 압력회복율을 고려한 연료량 조절모델에 따른 추력과 비추력을 계산하여 그 결과를 제시하였다.

• 한국추진공학회:학술대회논문집
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• 한국추진공학회 1998년도 제10회 학술강연회논문집
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• pp.9-9
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• 1998

가스터빈 연소기의 난류유동장을 구성하는 기본적인 유동형태는 크게 밀폐관내의 돌연 확대를 가지는 동축제트, 선회유동, 그리고 연소공기공 및 회석공기공을 통해 연소실에 수직방향으로 유입되는 제트유동 등으로 분류할 수 있다. 실제 가스터빈 연소기내의 난류유동장을 수치해석하기 위해서는 임의의 형상을 갖는 3차원 유동장을 모사할 수 있는 수치해석법과 고차정확도를 유지하면서도 수렴안정성을 만족시키는 대류항 처리기법 등과 같은 수치모델의 개발이 선행되어야 하며, 이와 함께 복잡한 난류연소유동장을 정확히 묘사할 수 있는 난류모델 및 난류연소모델의 개발 및 검증이 가장 중요한 요인이 된다. 또한 가스터빈 연소기의 최적 설계는 넓은 작동구간에서 높은 효율, NOx 및 CO 배기량의 저감, 희박연소 가연한계의 확장, 연소계통에서의 낮은 압력강하, 낮은 연소벽면온도와 온도구배를 유지시키기 위한 공기에 의한 충분한 냉각 같은 서로 상충되는 설계조건을 만족해야 한다. 그리고, 이러한 상충된 연소설계조건들을 충족시키는 최적 연소기의 설계를 위해서는 실험적인 연구뿐만 아니라 연소기내의 물리적인 현상을 잘 반영할 수 있는 물리적 모델을 바탕으로 한 연소유동의 해석적인 연구를 필요로 한다. 본 연구에서는 원통형 가스터빈 연소기의 등온 및 연소유동장, 그리고 연소기와 연결되는 Scroll 내부의 난류유동장에 대한 수치해석을 수행하여 수치 및 물리모델의 예측능력을 검증하였고, 가스터빈 연소유동장 해석에 관련된 중요 논점들에 대하여 심도있게 분석하였다.

• 한국추진공학회지
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• 제15권5호
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• pp.72-81
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• 2011

이중연소 램제트 엔진의 작동특성 및 주요 설계인자를 파악하기 위하여 공기역학 및 열역학적 이론을 기반으로 한 기본적인 성능해석 모델을 수립하였다. 이중연소 램제트 엔진의 예비 성능해석을 수행하였고, 그 결과는 흡입구, 가스발생기, 초음속 연소기 사이의 상세한 관계를 설명하고 있다. 본 연구에서 제시된 방법은 가스발생기와 초음속 연소기의 기하학적 형상을 정량적으로 결정하고, 엔진 각 구성품의 성능에 대한 영향을 평가하기 위한 도구를 제공한다. 또한 예비 성능해석을 통해 이중연소 램제트 엔진의 기본 형상 설계 결과를 도출하였다.

• 한국추진공학회:학술대회논문집
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• 한국추진공학회 2011년도 제36회 춘계학술대회논문집
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• pp.318-325
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• 2011

이중연소 램제트 엔진의 작동특성 및 주요 설계인자를 파악하기 위하여 공기역학 및 열역학적 이론을 기반으로 한 기본적인 성능해석 모델을 수립하였다. 이중연소 램제트 엔진의 예비 성능해석을 수행하였고, 그 결과는 흡입구, 가스발생기, 초음속 연소기 사이의 상세한 관계를 설명하고 있다. 본 연구에서 제시된 방법은 가스발생기와 초음속 연소기의 기하학적 형상을 정량적으로 결정하고, 엔진 각 구성품의 성능에 대한 영향을 평가하기 위한 도구를 제공한다. 또한 예비 성능해석을 통해 이중 연소 램제트 엔진의 기본 형상 설계 결과를 도출하였다.

• 한국추진공학회지
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• 제6권2호
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• pp.37-44
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• 2002

액체로켓엔진에 사용되는 2-유체 동축형 분사기의 분무 연소 특성을 수치적으로 해석하였다. 가스 역학적 상호작용에 의한 미립화 및 그에 따른 물리 현상들에 대해 유동에 대한 보존방정식과 이론식들을 적용, 수치화하여 액체 제트의 상태, 제트의 속도, 제트의 붕괴길이, 액적의 크기등을 예측 하였으며, 액체제트 분사공 크기에 따른 미립화의 변화를 고찰하였다. 모델 검증을 위하여 액체 제트의 접촉길이와 액적의 크기를 기존의 실험결과와 비교하였으며, 그 결과 정성적으로 일치함을 나타내었다. 액체 제트의 접촉길이는 분사공의 직경이 증가할수록 짧아지고 액적의 크기도 분사공의 직경이 증가할수록 작아진다. 액체 제트는 박리율 증가에 따른 분무화에 의하여 단면적이 감소되며, 그에 따른 질량유속의 보존과 가스로부터의 운동량 화산에 따라 미립화가 활발해지는 영역으로부터 그 속도가 급속히 증가된다.

• 한국추진공학회:학술대회논문집
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• 한국추진공학회 2000년도 제15회 학술강연회논문초록집
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• pp.35-35
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• 2000

추력 편향제어(Thrust Vector Control)는 위성 발사체나 대륙간 탄도 미사일과 같이 공기가 희박한 고 고도에서의 비행자세 제어와 궤도수정, 지대공이나 함대공 유도탄처럼 발사 직후 저속에서 임의의 방향으로 급선회해야 할 경우에 노즐의 배출가스 방향을 직접 조절하여 모멘트를 발생시키는 제어방식을 말한다. 이 방식 중 널리 사용되고 있는 제트 베인 추력 편향제어방식은 베인이 직접 고온, 고속의 가스 흐름내에서 작용하기 때문에 재료는 내열성과 제트 베인 주위에 형성되는 유동 특성, 그리고 베인간의 유동 간섭이 중요한 인자이다. 그러므로, 제트 베인의 실용화는 수치해석에 의존하던 개발 초기나 중기의 설계 단계에서 벗어나 실제 크기나 축소모델의 유동 모사 시험에 의해 성능이 검증되어야 한다.(중략)

• 한국분무공학회지
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• 제17권2호
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• pp.77-85
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• 2012

The CFD simulation of diesel spray tip penetrations were compared with 0-D simulation for experimental data obtained with common rail injection system. The simulated four injection patterns include single, pilot and split injections. The CFD simulation of the spray penetration over these injection patterns was performed using the KIVA-3V code, which was implemented with both the standard KIVA spray and original gas jet sub-models. 0-D simulation of the spray tip penetration with time-varying injection profiles was formulated based on the effective injection velocity concept as an extension of steady gas jet theory. Both the CFD simulation of the spray tip penetration with the standard KIVA spray model and 0-D simulation matched better with the experimental data than the results of the gas jet model for the entire fuel injection patterns.

• 한국분무공학회지
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• 제15권4호
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• pp.170-176
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• 2010

This paper describes the grid-size dependency of the conventional Eulerian-Lagrangian method to spray characteristics such as spray penetration and SMD in modeling DME sprays. In addition, the reduction of the grid-size dependency of the present Gas-jet model was investigated. The calculations were performed using the KIVA code and the calculated results were compared to those of experimental result. The results showed that the conventional Eulerian-Laglangian model predicts shorter spray penetration for large cell because of inaccurate calculation of momentum exchange between liquid and gas phase. However, it was shown that the gas-jet model reduced grid-size dependency to spray penetration by calculating relative velocity between liquid and ambient gas based on gas jet velocity.

• 한국추진공학회:학술대회논문집
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• 한국추진공학회 1998년도 제10회 학술강연회논문집
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• pp.26-26
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• 1998

우주항공 산업에 대한 관심 증가에 따라 지상에서 많은 연소시험을 시행하고 있으나, 소음 발생문제에 부딪혀 어려움을 겪고 있는 실정이다. 따라서 초보적 단계이기는 하나, 액체로켓 엔진의 추력 손실을 최소화시키고 최대한 제트 소음을 크게 줄일 수 있는 소음기를 연구, 개발하고 있다. 본 연구에서는 제트소음에 대한 기초연구를 수행하여 물분사형 소음기를 설계 및 제작하였고, 물분사량과 소음기의 기하학적형상이 소음 특성에 미치는 영향을 연구하였다. 본 실험범위에서 연구의 결과는 다음과 같다. 1. 동일한 물 분사량 조건에서, 소음기 길이가 노즐출구 직경의 10배 모델 보다 30배 모델이 9dbl 정도 감음효과를 보였다. 2. 불 분사량이 증가함에 따라 소음레벨은 감소하였고, 30배 모델의 경우 불분사량이 배기가스의 10-12배 조건에서는 소음레벨을 91dbl까지 줄일 수 있었다. 3. 상기조건(소음레벨 91dbl)에 확장관을 부착함으로써, 소음레벨을 약 86dbl까지 줄일 수 있었다. 4. 본 형태의 물분사방식을 채택할 경우 고온배기가스로 인한 소음기의 파손을 방지하기 위해서 반드시 막냉각장치의 설치가 요구된다.

• 한국항공우주학회지
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• 제49권4호
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• pp.311-320
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• 2021

무인기용 터보제트엔진의 운전 중 발생하는 고장을 실시간으로 진단하기 위한 방안 및 성능 열화와 관련된 건정성 추정에 관해 연구하였다. 이를 위해서, 동적 열역학 가스경로해석을 통한 비선형 동특성 방정식으로부터 실시간 선형모델을 도출하였고, 연출된 운전상황과 고장 발생을 실시간으로 진단하기 위해 칼만필터와 가설 검증에 기초한 확률적 판단 기법을 적용하였다. 이 결과, 분명한 고장 검출과 분리 성능을 보임으로써 그 효용성을 확인하였다. 측정변수를 통한 건전성 추정과 관련하여, 실제 엔진 구성품의 성능 열화 추이를 모사하였고, 적응형 칼만필터를 적용하여 추정 기법의 타당성을 입증함으로써, 상태 기반 고장 진단 및 정비 기법에 효과적으로 사용될 수 있음을 보였다.