• 한국추진공학회지
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• 제21권2호
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• pp.41-47
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• 2017

모사추진제로 초저온 액체질소와 기체 질소를 사용하여 핀틀의 개도 및 모사추진제 공급 조건이 초저온 분무에 끼치는 영향을 정성적으로 연구하였다. 액체 공급압력을 고정하고, 핀틀의 개도와 기체 질소의 공급 압력을 변화시켜 실험을 진행하였다. 이미지 가시화는 CCD 카메라를 이용한 Shadowgraph 기법이 사용되었으며, 이미지 후처리를 통해 실험 조건에 따른 분무의 차이를 비교하였다. 액체 질소 단독 분사의 경우 개도가 늘어날 때, 분사속도가 줄어들고 챔버에서의 벤트 압력은 커져 액체질소 시트가 중앙으로 모이는 현상이 관측되었다. 액체질소/기체질소 분무의 경우 이미지 후처리를 통해 서로 실험 조건이 다르지만 Shadowgraph 이미지가 유사하게 나타나는 경우도 분석할 수 있음을 보였다.

• 한국항공우주학회지
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• 제50권3호
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• pp.165-172
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• 2022

핀틀 인젝터는 추진제 분사면적 조절이 가능하기 때문에 추력제어에 가장 적합한 인젝터이다. 그에 따라 본 논문에서는 액체산소와 기체메탄을 사용하여 다중 홀 핀틀 인젝터와 연속형 핀틀 인젝터의 연소시험을 수행하였다. 특성속도효율로 두 핀틀의 연소성능을 확인하였고, O/F와 연소실 압력에 따라 두 파라미터가 유사한 조건에서 실험결과를 비교하였다. 개도(산화제 분사면적)가 100% 추력조건일 때 다중 홀 핀틀의 효율이 연속형 핀틀보다 다소 높은 결과를 나타내었다.

• 한국항공우주학회지
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• 제43권7호
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• pp.585-592
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• 2015

모사 추진제로 물과 공기를 사용하여 상압 상태에서 핀틀 인젝터의 개도가 액체-기체 분무에 미치는 영향을 실험적으로 연구하였다. 액체 공급 압력은 0.1 bar에서 1.0 bar 까지, 핀틀 개도는 0.2 mm에서 1.0 mm 까지의 다양한 분사 상태에서 유량 계수와 질량 유량을 계산하였다. 분사각은 역광 기법을 이용하여 얻어진 분사 이미지에서 측정하였다. 핀틀 개도가 0.2 mm인 경우 정상적인 액막이 형성되지 않았고, 비 균질한 분사를 보였다. 이는 연소실 내부에 연소 불안정을 가져올 수 있다. 핀틀 개도를 이용하여 계산된 운동량 플럭스 비는 분사각에 약한 상관관계를 갖고 있고, 운동량 비는 분사각과 강한 상관관계를 갖고 있다. 운동량이 증가할수록 분사각은 지수 함수적으로 감소하였고, 분사각은 약 40도로 수렴하였다.

• 한국추진공학회:학술대회논문집
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• 한국추진공학회 2017년도 제48회 춘계학술대회논문집
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• pp.787-790
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• 2017

본 연구는 이원추진제 추력기(thruster)에 사용되는 메탄-산소 연소특성규명의 선행연구로서 모델연소실 내 전단동축형인젝터를 통해 분사된 기체메탄-기체산소 비예혼합화염의 연소안정한계 및 화염형상을 도출하기 위한 실험적 연구가 수행되었다. DSLR 카메라를 이용하여 화염 직접이미지(direct image)를 촬영하였고, 이미지 후처리(post-processing)를 통해 연소특성파악 및 화염길이 정량화를 수행하였다. 그 결과, 산화제 레이놀즈 수($Re_o$)가 증가함에 따라 이론반응비(stoichiometric ratio)에서 안정된 화염이 발생하였고, 동일 인젝터직경 조건에서 난류화염의 길이가 늘어남을 확인하였다.

• 한국추진공학회:학술대회논문집
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• 한국추진공학회 2009년도 제33회 추계학술대회논문집
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• pp.42-46
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• 2009

고압 조건에서 작동하는 고성능 액체 로켓 엔진에 대한 이해를 위해 초임계 조건의 스월 인젝터에서 액체 산소의 동적 특성이 수치적으로 연구되었다. 난류 수치 모델은 large eddy simulation을 기반으로 하였으며 보존 방정식과 SRK 상태 방정식, Chung의 기법을 포함하고 있다. 또한 수렴 속도의 증가를 위해 예조건화 기법이 적용되었다. 수치 해석 결과는 이상 기체 상태 방정식을 적용한 결과와 비교 되었으며 인젝터 내부와 연소실에서 액상이 존재하는 영역에서의 상태량과 동적 특성의 차이가 관찰되었다.

• 한국추진공학회:학술대회논문집
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• 한국추진공학회 2005년도 제24회 춘계학술대회논문집
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• pp.66-71
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• 2005

본 연구에서는 하이브리드 모터의 연소율 증진을 위해 두 가지 방법을 사용하여 연구하였다. 첫째로, 산화제 유입 시에 스월 유동을 적용하여 연소율 향상을 이룰 수 있도록 산화제 스월 인젝터를 적용하여 실험하였다. 둘째로 연소 면적 증대와 스월 유동을 유도하기 위하여 나사산 형상의 연료 그레인을 제작하여 연구하였으며 PMMA 고체 연료와 기체 산소가 사용하였다. 이전에 진행되었던 실험 결과를 바탕으로 새로운 실험결과를 분석하고, 각 방법의 문제점을 살펴보고 개선점을 연구하였다.

• 한국분무공학회지
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• 제11권4호
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• pp.205-211
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• 2006

Impinging angle, impinging distance, length eve. diameter and injection pressure of a triplet injector were tested to evaluate the spray characteristics injected by liquid/gas combinations. Two different kinds of unlike triplet sprays were produced by changing the gas and liquid feed lines. One was the G-L-G(Gas-Liquid-Gas) type, and the other was L-G-L(Liquid-Gas-Liquid) type. Spray angles were wider with the G-L-G type than with L-G-L type. Mass distributions in spray were obtained with a, mechanical patternator. Mass distributions were not circular but elliptical distributions. When the range of mechanical patternator to injector decreased, mass distributions were more concentrated in the center region.

• 한국추진공학회지
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• 제21권5호
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• pp.88-96
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• 2017

재생냉각 기술을 적용한 스크램제트 엔진 개발의 일환으로 스크램제트 엔진에 사용될 공기 보조형 인젝터(Air-assist type injector)에 대한 연구를 수행하였다. 실험에 사용된 인젝터는 주 유동에 대해 $90^{\circ}$와 $60^{\circ}$의 각도로 분출되는 두 종류의 인젝터를 사용하였으며 측정 방법에는 미 산란(Mie-scattering)을 이용한 가시화 측정방법과 PDPA를 이용한 미립화 측정 방법을 사용하였다. 실험 결과, 공급되는 기체의 압력 증가와 노즐로부터의 거리가 증가할수록 더 좋은 미립화 특성을 보였으며 분출각도가 $60^{\circ}$인 인젝터가 $90^{\circ}$의 인젝터보다 더 좋은 미립화 특성을 보였다.

• 한국추진공학회:학술대회논문집
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• 한국추진공학회 2012년도 제38회 춘계학술대회논문집
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• pp.70-75
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• 2012

본 연구는 End-Burning 하이브리드 로켓 연소에서 연료직경과 인젝터 형상 변화, 인젝터 각도 변화를 통한 스월강도 변화에 따른 연소특성의 변화을 알아보기 위해 수행하였다. 연료직경이 커지면 연료의 연소량이 증가하고, 인젝터 직경이 커질수록 후퇴율이 낮아졌다. 그리고 본 연구의 End-Burning 연소기는 고체연료의 연소율에 미치는 영향이 산화제 유동의 Impinging 효과 보다는 Swirl 효과가 더 큼을 확인했다. 스월상수를 적용한 후퇴율식을 도출하여, 스월상수가 서로 다른 경우들에 대한 후퇴율 관계식을 하나의 식으로 표현할 수 있었다.

• 한국항공우주학회지
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• 제48권9호
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• pp.703-709
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• 2020

핀틀 인젝터는 LMDE의 인젝터로 채용되어 아폴로 계획의 성공적인 수행에 일조하였으며, 최근 SpaceX 사의 Merlin 엔진으로 다시 조명받고 있는 인젝터의 형태이다. 본 연구에서는 액체산소/기체메탄을 이용하는 500N 급 Lab-Scale 핀틀 인젝터 추력기를 제작하여 연소실험을 수행하였다. 그러나 초기 연소실험은 핀틀 팁의 용융과 낮은 연소효율이라는 문제를 노출하였다. 따라서 이를 해결하기 위하여 전산수치해석을 통한 시뮬레이션을 통해 유동 가이드가 추가된 핀틀 팁의 냉각 성능을 향상시킬 수 있는 설계를 채택하였으며, 연소실험을 통해 유동 가이드의 효용성을 확인하였다.