• 한국추진공학회:학술대회논문집
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• 한국추진공학회 2005년도 제25회 추계학술대회논문집
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• pp.335-340
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• 2005

액체 로켓엔진 연소기에 적용되는 분사기 형상에 따른 연소특성 변화를 알아보기 위해 연소시험을 수행하였다. 사용된 분사기는 동축와류형으로서 챔버 와류실의 유무와 노즐 길이에 의한 특성변화에 초점을 맞추었다. 챔버 와류실의 유무에 따라 닫힘형과 열림형으로 구분이 된다. 노즐 길이에 따른 변화는 산화제와 연료가 분사되는 노즐을 증가시킨 분사기를 통해 이루어졌다. 연소기는 분사기가 한 개만 장착된 단일분사기 헤드, 내열재 형식의 연소실, 냉각 유로를 가진 동 재질의 노즐로 구성되어 있으며 연소실과 노즐의 외부는 스테인레스 스틸로 이루어졌다.

• 한국추진공학회지
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• 제22권6호
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• pp.72-83
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• 2018

본 연구에서는 단일 전단 동축 분사기를 이용한 수소 로켓 연소기의 전산유체 해석을 수행하였다. 2차원 축대칭 형상에서 난류연소 해석을 위해 hybrid RANS/LES 난류모델을 적용하였다. 적합한 해석기법을 찾기 위해 3가지 화학 반응기구, 3가지 고해상도 기법 및 3단계 격자해상도 조합을 비교하였다. 벽면 열유속을 실험결과와 비교하여 해석 성능을 살펴보았으며, 유동장 결과 분석으로 동축 분사기를 가지는 로켓 연소기의 난류연소특성을 살펴볼 수 있었다.

• 기계저널
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• 제56권9호
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• pp.38-43
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• 2016

초임계 난류유동이 활용되고 있는 가장 대표적인 시스템은 액체로켓연소기이다. 액체로켓엔진은 목적하는 임무에 따라 추력이 결정되고 엔진의 추력이 결정된다. 이러한 추력을 결정하는 핵심부품이 분사기(injector)이다. 실용 인공위성을 발사하기 위한 액체로켓엔진의 연소기는 수백 개의 분사기를 통해 연료와 산화제가 혼합되는 구조를 가지고 있다. 따라서 로켓연소기의 연소특성 및 성능은 분사기의 혼합특성에 좌우된다. 그러므로 단일 분사기의 연료/산화제 혼합특성에 대한 많은 실험과 해석연구가 진행되고 있다. 그런데 초임계압력에서는 액체의 표면장력이 사라지게 되어 독특한 혼합특성을 가지고 있기 때문에 성능을 높여주기 위하여 초임계 압력을 선택할 경우 분사기에 대한 연구가 선행되어야 한다. 이 글에서는 이러한 초임계 작동압력에서 분사기에 대한 연구들을 소개하고자 한다.

• 한국항공우주학회지
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• 제33권5호
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• pp.79-86
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• 2005

기체-액체형 분사기를 사용하는 고성능 로켓엔진을 위하여 공명기로서의 분사기의 역할을 연구하였다. 단일 분사기가 장착된 연소기에서의 음향 거동을 상온 선형 음향해석을 통해 조사하였다. 음향감쇠 효과는 분사기 길이에 따른 감쇠인자를 통해 정량화되었다. 계산 결과, 분사기는 음향 감쇠에 있어 큰 역할을 하며, 최적의 분사기 길이는 감쇠시키고자 하는 음향 주파수에 대한 반파장 길이에 해당함을 알 수 있었다. 배플이 장착된 연소기에서, 상온 조건과 실제 연소 상황의 조건을 설정하여 각 조건에 대해서 배플길이에 따른 최적 분사기 길이의 변화를 계산하여 제시하였다.

• 한국항공우주학회지
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• 제32권4호
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• pp.61-66
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• 2004

본 논문은 액체 로켓 엔진 연소기에 사용하는 분사기의 연소 안정성 평가를 위한 모델 시험 방법을 서술하고자 한다. 액체 로켓 엔진 연소실에서 발생하는 연소 조건을 모사하기 위해서 로켓 엔진 연소기에 적용되는 실물 크기 분사기를 이용하여, 기체상태의 산소와 메탄과 프로판의 혼합기체를 모의 추진제로 사용한 모델 연소 시험을 수행하였다. 본 모델 시험의 주요 가정은 추진제의 혼합 과정이 실제 엔진 연소기에서 발생하는 연소 불안정에 가장 큰 영향을 미치는 인자로 간주하는 것이다. 본 시험에서는 단일 F-OO-F 형태의 충돌형 분사기가 한쪽 끝이 열린 원통형 모델 연소기와 더불어 사용되었다. 기상 연소 조건에서 발생하는 동압 특성은 운전 조건에 따라 상대적인 음향 감쇠 특성을 보인다. 이러한 시험 결과를 통해 구해질 수 있는 운전 조건에 따른 음향 감쇠 특성 지도를 이용하여 여러 후보 분사기 중에 가장 안정적인 분사기를 선택할 수 있게 된다.

• 한국추진공학회:학술대회논문집
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• 한국추진공학회 2017년도 제48회 춘계학술대회논문집
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• pp.892-895
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• 2017

대형 가스터빈 연소기 구성품인 단일 압력선회식 연료분사기(Pressure swirl simplex liquid injector)를 설계, 분무특성 및 성능을 시험을 통해 평가하였다. 공급 압력 대비 분무 유량을 측정하여 설계점 기준 분무유량과 비교하였으며 섀도우그래프(Shadowgraph)를 통해 분무가시화이미지를 기록, 분무의 형상을 정성적으로 파악하고 분무각을 측정하였다. 시험 결과 동일한 공급압력 대비 측정된 분무유량은 설계점 기준 유량과 거의 일치하여 설계 및 제작의 정합성이 확인되었으며 섀도우그래프 이미지를 통해 연료분사기의 분무형상을 파악하고 설계 의도된 분무각이 나타남을 확인할 수 있었다. 이를 기반으로 향후 PDA(Phase Doppler Anemometry)를 통한 분무측정을 통해 보다 구체적인 연료 분사기의 분무 성능 및 특성을 파악할 수 있을 것으로 기대된다.

• 한국추진공학회:학술대회논문집
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• 한국추진공학회 2012년도 제38회 춘계학술대회논문집
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• pp.76-80
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• 2012

산화제 과잉 삼중분사기에 대한 설계와 제작이 이루어졌으며, 이를 사용한 단일분사기 예연소기가 제작되어 연소시험을 수행하였다. 1100Hz의 1L 모드 고주파 불안정과 100 Hz 저주파 불안정이 관찰되었으며, 연소실 직경 수정과 터뷸런트 링 적용에 의해 고주파 불안정은 억제되었다. 현재는 저주파 압력섭동 억제에 주안을 두고 연구가 진행중에 있다.

• 한국항공우주학회지
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• 제30권6호
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• pp.61-68
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• 2002

초음속 유동장 내 수소 연료의 이중 분사가 갖는 연소 특성에 대한 수치연구를 수행하였다. 연료 이중 분사 유동 구조를 수치적으로 모사하기 비평형 화학반응을 포함한 3차원 Navier-Stokes 방정식과 k-$\omega$ SST난류 모델을 사용하였다. 이중 분사기 사이의 변화에 따른 연소특성의 변화를 이해하기 위해서 파라메터 연구를 수행하였다. 이중 수직분사의 연소특성은 단일 수직분사의 연소특성과 상당히 다른 양상을 보이는 것으로 나타났다. 이중 분사에서 두 분사유동의 연소특성은 서로 다른 것으로 나타났는데, 후방 분사류의 연소 특성은 전방 분사류의 유동 및 연소특성에 크게 영향을 받는 것으로 밝혀졌다. 분사기 사이의 거리가 어떤 특정 거리가 되기 전까지 증가할수록 연소율이 증가하는 것으로 나타났다. 하지만, 그 이후에는 연소율의 증가가 관찰되지 않았으며 오히려 정체압력의 감소가 커져서 전체적인 연소특성은 악화되는 것으로 나타났다. 이는 최적의 연소특성을 위한 두 분사기 사이의 거리가 존재함을 의미하는 것으로 판단된다.

• 한국군사과학기술학회지
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• 제9권4호
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• pp.137-144
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• 2006

단일요소 분사기(35kgf급)의 성능시험을 통해서 입증된 recess 2mm의 축소 모사된 로켓엔진(지상추력 250kgf급 다중요소 스월 동축형 분사기)을 설계, 해석, 제작, 시험하고, 이를 통하여 주요한 설계변수에 대한 검증과정을 수행하였다. 단일요소 및 다중요소 인젝터의 분무현상을 수치 해석적으로 모사하여 중첩에 의한 분무의 변화를 해석적으로 고찰하고 적용성 및 타당성을 확인하였다. 그리고 다중요소 분사기에 대한 연소성능시험을 통하여 엔진의 정상 연소성능을 평가하고 이를 단일요소 인젝터의 연소성능과 비교하여, 대형 로켓개발에 앞서 필요한 각 축소모델에 대한 특정 스케일에서의 다중요소 인젝터에 의한 연소성능을 평가하고 설계 자료를 확보, 합리적인 분사기 설계 변수자료를 확립하였다.

• 한국추진공학회:학술대회논문집
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• 한국추진공학회 2009년도 춘계학술대회 논문집
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• pp.61-64
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• 2009

본 연구에서는 액체 로켓 엔진의 연소 시험을 통하여 O/F ratio가 연소 성능에 미치는 영향을 측정하였다. 사용된 분사기는 추력 200 N, 챔버 압 10 bar로 설계된 샤워헤드형 이며, 점화 방식은 촉매점화를 선택하였고. 과산화수소와 케로신을 추진제로 사용하였다. 본 실험을 통해서 로켓의 효율을 보다 증가시킬 수 있는 방법으로 O/F ratio가 연소 성능에 미치는 영향을 측정하여 O/F ratio의 운용조건을 알 수 있었다.