• 한국추진공학회:학술대회논문집
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• 한국추진공학회 2010년도 제34회 춘계학술대회논문집
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• pp.150-155
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• 2010

액체로켓 분사기는 추진 성능과 연소 안정성, 그리고 열유속 특성을 지배하는 가장 중요한 요소이다. 그러나 분사기 근방에서 일어나는 고압 연소 현상에 대한 근본적인 이해의 부족으로 분사기의 개발 과정은 대부분 경험적 설계방법과 고비용의 연소시험에 의존해 왔다. 본 연구는 액체로켓 연소 모델링과 관련된 최근 연구 동향들을 토대로 시작되었다. 층류화염편 기반의 난류연소모델을 초임계 압력 조건에서 나타나는 실제유체 거동을 고려할 수 있도록 확장하였으며, 극저온 질소분사, 상압 조건하의 난류제트화염, 그리고 고압의 기체수소/액체산소 동축 분사기에 적용하여 해석모델의 효용성을 확인하였다.

• 한국추진공학회지
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• 제26권6호
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• pp.10-20
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• 2022

본 연구에서는 케로신 다단연소사이클 엔진용 예연소기를 설계하기 위해, 고압의 산화제 과잉 조건에서 예연소가스를 계산하고 냉각유로에서 극저온 유체의 복합열전달 및 수력 특성을 해석할 수 있는 설계코드를 개발하였다. 사용자 편의성과 범용성을 가진 오픈 소스 라이브러리 Cantera를 활용하였으며, 실제유체의 열역학/전달 상태량을 정확히 계산하기 위해 관련 소스 코드들을 새로 작성하여 Cantera에 추가하였다. 현재 예비설계 중인 100톤급 부스터 엔진용 예연소기에 적용하였으며, CFD 해석결과와 비교를 통해 설계코드로서의 예측 정확도와 활용성을 확인하였다.

• 항공우주기술
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• 제12권2호
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• pp.108-117
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• 2013

가스발생기용 산화제 개폐밸브는 파일롯 공압으로 포핏을 열고 스프링 힘에 의해 닫음으로써 로켓엔진의 추진제 유량을 제어한다. 현재 개발 중인 산화제 개폐밸브는 액추에이터에서 압력을 제거하면 닫히도록 설계되어 있다. 그러므로 밸브의 성능을 평가하기 위해 밸브가 열리고 닫히는 특성에 따라 힘 평형 상태를 분석할 필요가 있다. 밸브가 닫히기 시작하는 시점의 작동 유체의 압력을 결정하고, 포핏이 열리는 시점의 압력을 결정되어 힘평형이 설계되어 있다. 인증시험 수준에서의 극저온 유동 시험 하에서 채터링 현상은 금속 기밀부에서 다량의 누설이 발생했다. 힘평형 계산을 이용한 산화제 밸브의 채터링이 발생된 시점의 압력은 약 11 bar로 예측 된다.

• 한국추진공학회지
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• 제23권2호
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• pp.27-37
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• 2019

쉘-튜브 열교환기가 나로우주센터 추진기관종합시험장(PSTC)에 설치되었으며, 이 열교환기는 극저온의 헬륨을 고온의 열매유와 열교환하여 약 500 K 까지 가열시키는 역할을 한다. 열교환기에서 토출되는 헬륨의 온도가 설계보다 100 K 낮게 나옴에 따라, 성능저하의 원인으로 열매유의 격막효과가 지목되었다. CFD 해석을 통해 격막효과의 유무를 확인하였으며, 격막효과에 의한 열교환기 성능저하는 미미한 것으로 판단되었다. 추가적으로 열교환기의 성능을 증가시키기 위하여 열매유 교체에 따른 열교환기 성능 변화를 알아보았다. 열매유를 사용하는 열교환기의 성능향상을 위해서는 500 K 부근에서 점성이 낮아야 하고, 열전도도가 높아야 한다는 것을 확인할 수 있었다. 추진기관종합시험장에서 운용된 극저온 헬륨과 고온 열매유의 열교환 시스템의 시험 결과를 본 논문에서 확인할 수 있다.

• 한국수소및신에너지학회논문집
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• 제34권5호
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• pp.439-446
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• 2023

In this study, the computational fluid dynamics (CFD) simulations were conducted to verify the cooling capacity of the cryocooler used for pre-cooling of hydrogen gas. Based on the experimental results, the effect of the flow rate on a copper pipe attached to the bottom of the cryocooler was investigated. In this study, the temperature data was calculated through the change of boundary condition for heat flux in the copper pipe. In addition, the cooling capacity of the cryocooler for pre-cooling hydrogen gas was considered by calculating the cooling temperature according to the flow rate in the certified operating range. Consequently the pre-cooing system for hydrogen gas was validated with a reasonable accuracy through CFD simulations.

• 항공우주기술
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• 제3권2호
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• pp.116-123
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• 2004

KSlV-I 추진기관 공급계의 세부 해석을 통하여 각 부품별 요구조건을 설정하였다. 해석에는 범용 열유체 해석 프로그램인 SINDA/FLUINT를 활용하였다. 열전달 모델과 유동 모델을 적용함으로서 해석의 신뢰성을 높였으며 각 부품에 대한 운용 조건을 설정하였다. 본 해석을 통하여 SRR(System Requirement Review)에서 제시된 각 부분별 요구조건을 검토하였으며, 부품 선정을 위한 기본 자료로 활용할 수 있었다.

• 한국윤활학회:학술대회논문집
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• 한국윤활학회 1992년도 제16회 학술강연회초록집
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• pp.1-12
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• 1992

시일은 상대 접촉운동하는 기계장치에서 밀봉유체의 누설을 막고, 이물질 및 수분의 침투를 방지하기 위하여 사용되는 기계요소로써 베어링에 사용되는 접촉식 고무시일은 작은 설치공간, 간편한 조립방법, 저렴한 가격 등의 장점을 갖고 있다. 최근 기계공업 발전에 따라 기계 장치에 요구되고 있는 기동 및 운전조건이 고속, 고압력, 고온 및 극저온 등 가혹해져 감에 따라 정밀도를 유지$\cdot$향상시키면서 원활한 밀봉기능을 수행하는 시일 개발에 대한 중요성이 크게 부각되고 있다. 볼 타입 밀봉 베어링의 윤활제로는 그리이스가 가장 많이 사용되고 있고, 시일 재질로는 고무계통인 러리 사용되고 있다. 본 연구에서는 시일성능이 비교적 우수한 축방향 접촉식 고무 시일의 접촉력에 관한 이론적 및 실험적 연구를 하고 각각을 비교 검토하였다.

• 대한설비공학회:학술대회논문집
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• 대한설비공학회 2008년도 하계학술발표대회 논문집
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• pp.142-147
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• 2008

This paper reports an analysis of self-pressurization in a closed cryogenic liquid storage system and its comparison with experimental data using liquid nitrogen. Partial equilibrium model(PEM), revised thermodynamic analysis of homogeneous model, has been applied for the pressurization in a closed tank. The vapor and liquid bulk temperature and the liquid-vapor interface temperature are separately calculated as their own representative values in this analysis. The analysis results of the partial equilibrium model are compared with the experimental data and other preceding homogeneous temperature models for validation.

• 천문학회보
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• 제37권2호
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• pp.193.2-193.2
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• 2012

달착륙선 등과 같은 특수 목적을 위해 제작된 우주용 착륙선에는 착륙 시 전달되는 충격하중이 탑재장비로 전달되지 못하도록 연착륙(soft-landing)을 위한 충격흡수 메커니즘이 구현되어 있어야 한다. 일반적으로 자동차 및 항공기에서는 실린더와 피스톤으로 구성된 유공압식 완충장치를 주로 사용하여, 피스톤 압축으로 실린더 내부 오일 또는 압축공기가 오리피스를 통하여 분출됨에 따라 유체마찰 에너지를 활용한 충격 흡수장치가 일반적이다. 그러나 이와 같은 지상 장비용 유공압식 충격흡수 메커니즘은 진공 및 무중력 우주 환경하에서 오리피스 기능 상실, 유압유 기화 현상 및 극저온/고온 환경에서의 성능저하 등의 문제점으로 인하여 우주용 착륙선 충격완충장치로 적용이 불가능하다. 따라서 기존의 우주용 착륙선의 대부분은 충격에너지를 기계적인 좌굴 소성 변형에너지로 변환하여 충격을 흡수할 수 있도록 알루미늄 허니콤을 주로 많이 사용하여 왔다. 본 연구에서는 진공 및 무중력 우주환경에서 착륙선 충격완충 장치로 적용이 가능하도록 실리콘 포옴과 스프링을 조합하여 구성하였으며, 충격완충 매체로 유압유 및 공압을 대체할 수 있도록 실리콘 포옴을 후방 사출 성형 방식으로 적용하여 오리피스를 통과한 실리콘 포옴의 변형에너지로 충격에너지를 흡수하게 함으로서 착륙 완충효율을 극대화 할 수 있도록 검토하였다.

• 한국초전도ㆍ저온공학회논문지
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• 제12권1호
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• pp.66-70
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• 2010

The operational temperature range of thermosiphon is generally limited from the critical point to the triple point of the working fluid to maintain two-phase state. Thermosiphon with mixed working fluid has a potential to widen the operational temperature range. In this study, the physical behavior of mixed working fluid during the transient operation of thermosiphon was analyzed with temperature-mole fraction diagram. The condenser and the evaporator temperature variations were explained by the dew line and the bubble line of the mixture. It is encouraging that the thermosiphon operation commences early with larger fraction of high boiling point component, but the temperature gap between the condenser and the evaporator due to the separation of two components has a negative effect on the officient cool down process.