• Proceedings of the Korean Society of Propulsion Engineers Conference
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• 2000.11a
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• pp.22-22
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• 2000

고체 추진제에서 연소실 압력이 급격히 변하는 비정상 상태에서의 연소 특성은 정상 상태와 다른 경향을 보인다. 고체 추진 시스템에서 안정적이고 필요한 성능을 얻기 위해서는 이러한 비정상 상태에서 일어나는 현상에 대한 예측이 필요하다. 고체 추진제에서 비정상 연소는 크게 두 가지 경우에 나타나게 된다. 그 중 하나는 소염을 위하여 연소실내 압력강하가 일어나는 경우이며, 다른 하나는 점화 후 압력이 상승하는 경우이다. 급격한 압력 강하로 인한 고체 추진제의 소염에 대하여 그 동안 많은 연구들이 진행되었다.(중략)

• Proceedings of the Korean Society of Propulsion Engineers Conference
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• 2003.05a
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• pp.244-245
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• 2003

고체나 액체 추진로켓에 비하여 하이브리드 추진 시스템은 작동조건의 안정성과 안전함등의 많은 장점을 가지고 있다. HTPB와 같은 고체연료는 제작 및 저장, 운송 그리고 장착상의 안정성을 가지고 있으며 하이브리드 로켓의 고체연료로의 산화제의 유입을 제어하면서 추력의 변화와 엔진내부의 연소중단과 재 점화를 용이하게 할 수 있다. 이러한 이유로 인하여 하이브리드 엔진은 좀 더 경제적인 장치로 기대를 모으고 있다. 그러나, 기존의 하이브리드 로켓 엔진은 고체 추진 로켓에 비하여 낮은 연료 regression 율과 연소효율을 가지는 단점이 있다. 이러한 단점을 해결하고 요구되어지는 추력값과 연료유량을 증가시키기 위하여 고체연료의 표면적을 증가시킬 필요가 있다. 기존의 하이브리드 엔진에서는 연료 그레인에 다수의 연소포트를 만들어 표면적을 증가시켰으나 이는 비 활용 공간의 증가와 추진제의 질량 및 체적분율의 상당한 감소를 초래한다. 지난 수십년간에 걸쳐 하이브리드 엔진에서 연료의 regression 특성 및 엔진 성능 향상을 위한 연구가 계속되어 왔으며 최근에 엔진의 체적 규제를 경감시키고 연료의 regression율을 향상시키기 위하여 선회유동을 이용하는 하이브리드 로켓 엔진들이 제안되고 있다. 이러한 선회유동을 가지는 하이브리드 로켓은 고체연료 그레인에 대하여 평행하게 유입되는 기존의 하이브리드 로켓에 비하여 고체연료 벽면에서의 대류열전달이 현저하게 증가하게 되어 아주 높은 고체연료의 regression율을 얻을 수 있는 이점이 있다. 선회유동 하이브리드 로켓의 연소과정은 고체 연료의 열분해과정, 대류 열전달, 난류 혼합, 난류와 화학반응의 상호작용, soot의 생성 및 산화과정, soot 입자 및 연소가스에 의한 복사 열전달, 연소장과 음향장의 상호작용 등의 복잡한 물리적 과정을 포함하고 있다. 이러한 물리적 과정 중 난류연소, 고체연료 벽면 근방에서의 대류 열전달 및 연소과정에서 생성되는 soot 입자로부터의 복사 열전달, 그리고 고체연료 열 분해시 표면반응들은 고체연료의 regression율에 큰 영향을 미친다. 특히 고체연료의 난류화염면의 위치와 폭, 그리고 비 예혼합 난류화염장에서 생성되는 soot의 체적분율의 예측은 난류연소모델, 열전달 모델, 그리고 regression율 모델에 의해 크게 영향을 받기 때문에 수치모델의 예측 능력 향상시키기 위하여 이러한 물리적 과정을 정확히 모델링해야 할 필요가 있다. 특히 vortex hybrid rocket내의 난류연소과정은 아래와 같은 Laminar Flamelet Model에 의해 모델링 하였다. 상세 화학반응 과정을 고려한 혼합분율 공간에서의 화염편의 화학종 및 에너지 보존 방정식은 다음과 같다. 화염편 방정식과 혼합분률과 scalar dissipation rate의 관계식을 이용하여 혼합분률과 scalar dissipation rate에 따른 모든 reactive scalar들을 구하게 된다. 이러한 화염편 방정식들을 mixture fraction space에서 이산화시켜서 얻은 비선형 대수방정식은 TWOPNT(Grcar, 1992)로 계산돼 flamelet Library에 저장되게 된다. 저장된 laminar flamelet library를 이용하여 난류화염장의 열역학 상태량 평균치는 presumed PDF approach에 의해 구해진다. 본 연구에서는 강한 선회유동을 가지는 Hybrid Rocket 연소장내의 난류와 화학반응의 상호작용을 분석하기 위하여 Laminar Flamelet Model, 화학평형모델, 그리고 Eddy Dissipation Model을 이용한 수치해석결과를 체계적으로 비교하였다. 또한 Laminar Flamelet Model과 state-of-art 물리모델들을 이용하여 선회 유동을 갖는 하이브리드 로켓 엔진의 연소 및 Soot 생성 및 산화과정을 살펴보았으며 복사 열전달이 고체 연료 표면의 regression율에 미치는 영향도 살펴보았다. 특히 swirl강도, 산화제의 유입위치 그리고 선회유동의 형성방식이 하이브리드 로켓의 연소특성 및 regression rate에 미치는 영향을 상세히 해석하였다.

• Proceedings of the Korean Institute of Industrial Safety Conference
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• 2003.10a
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• pp.196-201
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• 2003

대부분의 고체와 액체의 연소는 고체의 열분해에 의해 생성되는 가연성 기체나 액체의 증발에 의한 가연성증기가 공기중에 확산되는 형태의 확산연소이다. 이런 확산 연소에서 연소속도를 지배하는 요소는 연료와 산화제의 확산속도이며 고체와 액체 연료의 경우 기체상태의 열분해 생성물이나 증기의 생성속도가 연소속도에 영향을 미치는 요소가 된다. 이러한 형태의 연소에서 연료와 산화제의 공급상태에 따라 발열량 및 화염의 형태 등이 영향을 받게 된다. 화재에서 화재의 확대에 영향을 미치는 요소들 중에 화염의 높이와 복사열 에너지 등이 있다.(중략)

• Proceedings of the Korean Society of Propulsion Engineers Conference
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• 2017.05a
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• pp.508-512
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• 2017

In this study, we carried out the study on the combustion characteristics of HTPB/AP propellants with Al and Zr as fuel metal in order to develop the solid propellant with high burning rate. The major combustion characteristics of propellant were investigated as measuring of the burning rate and pressure exponent, and the HTPB/AP solid propellants were prepared with introducing Butacene as burning rate catalyst for the enhancement of burning rate. The propellant with Al and Zr was demonstrated the improvement of propellant performance and combustion characteristic.

• Proceedings of the Korean Institute of Industrial Safety Conference
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• 2002.05a
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• pp.197-202
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• 2002

산화성고체의 연소위험성에 대한 연구는 근래에 와서는 가연성물질과의 혼합에 따른 연소성을 측정하여 발화위험성을 상대적으로 비교 평가하는 방법으로 진행되어 왔다. 국내의 경우, 산화성고체는 소방법상 위험물 제1류에 속하여 있는 바, 이에 속한 물질들은 산화성고체 단독으로 또는 가연성불질과의 일정 혼합에 의해 발화시 폭발적인 연소성을 가지는 경우가 있어, 사고 발생의 위험이 높은 물질로 알려져 있다.(중략)

• Journal of the Korean Society of Propulsion Engineers
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• v.18 no.2
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• pp.16-26
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• 2014

T-Burner tests of an Al/HTPB propellant in conjunction with a Pulsed DB/AB Method were conducted to find an acoustic amplification factor. Aluminum-free and aluminum-heavy propellants were examined. Instant surface ignition was successfully made by the use of a supplementary propellant of fractionally higher reaction rate. With the presence of higher aluminum concentration in the propellants, the pressure perturbations were promptly damped down and the pressure fluctuations were no longer dispersive. Addition of aluminum particles into the propellant was advantageous for stabilizing pressure-coupled unstable waves.

• Proceedings of the Korean Society of Propulsion Engineers Conference
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• 2008.05a
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• pp.199-202
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• 2008

The advantage of ultrasonic burning rate measurement of solid propellant is measuring burning rates with wide range of pressure in a single test. In the ultrasonic method, instantaneous thickness of solid propellants as function of pressure or time were measured using time of flight(TOF) of ultrasonic signals. So, uncertainties of the measured burning rates by ultrasonic method have to evaluate with variation of pressure, TOF and initial propellant thickness. In this study, we evaluated uncertainties of ultrasonic method for measuring burning rates on the types 317 and the 318 propellants.

• Proceedings of the Korean Society of Propulsion Engineers Conference
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• 2009.05a
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• pp.169-172
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• 2009

In this study, the current researches and the developing trend of the high burning rate solid propellants were briefly introduced and the effects of burning rate modifiers in the propellants on the combustion properties were reviewed. At the same time, bis(ethylenediamine)copper perchlorate(BECP) has been prepared as a burning rate modifier, and the burning characteristics were investigated in Butacene/AP propellants. The results showed that the metal complex, BECP, can increase remarkably the burning rate of high burning rate Butacene/AP propellants.

• Proceedings of the Korean Society of Propulsion Engineers Conference
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• 2006.05a
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• pp.268-271
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• 2006

Combustion response function of a solid propellant is measured and calculated to study and model the feedback process between acoustic waves and combustion field. Standard Pulsed DB/AB method and related one-dimensional approximate analysis of T-burner are used to obtain the response function at a driving natural frequency. The problems related with simultaneous ignition of propellant samples are also mentioned and treated.

• Proceedings of the Korean Society of Propulsion Engineers Conference
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• 2000.11a
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• pp.32-32
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• 2000

3단형 과학로켓의 고체모타의 내부 유동을 추진제의 연소에 따라 내부형상이 변화하는 과정에 대해 수치해석 하였다. 추진제는 표면에서 균일하게 연소된다고 가정하였으며 연소거리가 0.1mm, 30mm, 60mm, 90mm인 경우의 고체모타 내부 물리량 변화를 관찰하였다. 연소가 진행되며 잠입형 노즐의 위 부분에 큰 재순환 영역이 생기는 것이 관찰되었으며 노즐에 작용하는 압력 힘을 구하여 본 결과 노즐부의 모멘트 힘은 크지 않은 것으로 판명되었다.(중략)