• 한국추진공학회지
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• 제10권2호
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• pp.1-14
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• 2006

본 논문은 약한 불안정 데토네이션 영역부터 강한 불안정 데토네이션 영역까지 여러 영역에 걸친 데토네이션 파 셀 구조 모사에 대한 수치적 문제점들을 살펴보았다. 비열 비 값이 변하는 점성 유체 역학 방정식 및 1단계 Arrhenius 반응 모델 해석을 위하여 MUSCL-type TVD 기법을 이용한 공간 차분과 4차 정확도의 Runge-Kutta 시간 적분을 이용하였다. 일련의 수치해석 연구는 여러 반응 상수 및 격자 해상도에 따른 데토네이션 셀 구조를 해석하기 위하여 요구되는 계산 조건을 구하기 위하여 다양한 데토네이션 현상 영역에서 수행되었다. 다른 영역의 데토네이션 현상에서 셀 구조를 포착하기 위한 계산 영역의 크기와 최소 격자 해상도를 찾아내기 위하여 정상 1차원 ZND 해석 결과와 전산 해석 결과를 비교 검토하였다.

• 한국추진공학회:학술대회논문집
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• 한국추진공학회 2003년도 제20회 춘계학술대회 논문집
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• pp.221-224
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• 2003

T-분기관을 전파하는 데토네이션 파에 대한 수치적 연구가 수행되었다. T-분기관은 데토네이션 파를 이용하여 여러 개의 연소기를 점화시키는 연소파 점화기라는 새로운 로켓 점화체계의 핵심 부분이다. Euler 방정식과 Induction parameter 방정식이 지배방정식으로 이용되었으며 반응 항은 상세 반응 기구로 얻어진 화학 반응 데이터베이스로부터 모델 되었다. 연계된 방정식의 풀이에는 2차 정확도의 내재적 시간적분과 3차 정확도의 TVD 알고리즘이 이용되었다. 2백만 개를 초과하는 격자를 이용하여 붕괴와 재 점화를 포함하는 데토네이션파의 거동을 포착할 수 있었으며, 연소파 점화기 화염관의 설계 요소를 얻었다.

• 한국추진공학회:학술대회논문집
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• 한국추진공학회 2005년도 제24회 춘계학술대회논문집
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• pp.431-434
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• 2005

데토네이션 파의 셀 구조를 모사하기 위한 격자 해상도 요구 조건을 파악하기 위하여 여러 영역의 데토네이션 현상에 대하여 반응 속도 상수와 격자 해상도를 바꾸어가며 일련의 해석을 수행 하였다. 서로 다른 영역의 데토네이션 현상에 대하여 정상 상태 ZND 구조와 계산 결과를 비교하여 살펴봄으로써, 최소 격자 크기와 계산 영역의 크기에 대한 결론을 도출하였다.

• 한국항공우주학회지
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• 제42권10호
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• pp.858-869
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• 2014

대부분의 항공우주 추진은 정압 Brayton 사이클에 기초하고 있으나 성능 향상을 위한 압력비 증가는 기계적 한계에 직면하고 있다. 지난 십여 년간 고속 추진에 적합한 연소방식으로 기대 받은 데토네이션 추진이, 최근에는 추진기관과 동력 장치의 열효율을 획기적으로 증대시켜 줄 수 있는 "game-changer"로 연구되고 있다. 즉, 데토네이션 파에 수반하는 강한 충격파의 압축 효과는 기존의 압축 방식에서 얻기 힘든 열효율을 증가시키는 것으로 여겨진다. 본 논문에서는 펄스데토네이션엔진의 최신 기술 동향과 더불어 정적연소에 기초한 압력증가연소 체계의 연구 동향에 대하여 소개할 것이다.

• 한국추진공학회지
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• 제25권1호
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• pp.19-28
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• 2021

회전 데토네이션 엔진(Rotating Detonation Engine, RDE)은 기계 장치나 유동이 아닌 데토네이션 파만이 연소실 벽을 따라 회전한다. 따라서 RDE 단면이 원형이어야 할 필요가 없으며 임의 단면의 닫힌 형상이 가능하다. 본 연구에서는 임의의 단면을 가지는 RDE의 한 가지 예로써 tri-arc 단면 형상의 RDE를 설계하였으며, 실험적으로 작동 및 성능 특성을 살펴보았다. 동압 센서와 고속카메라를 통하여 데토네이션 파의 회전을 확인하였으며, 오목 면과 볼록 면에서 질량 유량에 따른 데토네이션파의 특징을 알아보았다. 본 연구에서는 유량 조건에 따라 17.0 N에서 96.0 N의 추력 수준을 얻을 수 있었다.

• 한국추진공학회:학술대회논문집
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• 한국추진공학회 2005년도 제24회 춘계학술대회논문집
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• pp.343-346
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• 2005

전산 해석과 병렬처리를 이용하여 정사각 관 내부를 전파하는 데토네이션파의 삼차원 구조를 살펴보았다. 가변 비열비 공식과 간략화 된 일단계 Arrhenius 반응 모델과 연계된 비점성 유체 방정식을 MUSCL 기반 TVD 해법과 4단계 Runge-Kutta 적분 방법을 이용하여 해석하였다. 삼차원에서의 비정상 해석 결과로부터 그을음 막 기록(smoked-foil record)에서 같은 길이와 다른 폭을 가지는 수평 및 대각 방향 불안정에 의한 상세한 파면 구조를 파악할 수 있었다.

• 한국추진공학회:학술대회논문집
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• 한국추진공학회 2011년도 제36회 춘계학술대회논문집
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• pp.425-429
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• 2011

높은 레이저 복사 조도에 발생되는 금속 플라즈마의 발달 과정과 레이저 펄스 이후의 shadowgraph를 이용해 공기 중에서의 데토네이션과 연소 현상에 대해 연구되었다. 본 논문의 가장 중요한 점은 높은 레이저 에너지에 의해 삭마 된 알루미늄 플라즈마와 공기로부터의 산소와의 화학반응의 진행을 XRD를 통해 관측한 것이다. 또한 레이저를 통해 유도된 화학적 반응 파와 공기 중에서의 알루미늄 분진 폭발의 데토네이션과의 양적인 평가를 유도하였다. 이러한 연구는 덩어리 상태의 금속 샘플에서 산화제를 필요로 하지 않고 데토네이션을 발생시키는 새로운 방법을 제시할 것으로 여겨진다.

• 대한기계학회논문집B
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• 제39권1호
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• pp.11-19
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• 2015

본 논문에서는 다물질(가연성 기체 혼합물과 금속관) 수치 해석 기법을 활용하여 밀리미터 크기의 얇은 두께의 금속관 내에서의 데토네이션을 모델링하였다. 데토네이션의 해석을 위하여 수소와 에틸렌 혼합물의 실험과 이론적 값을 기반으로 최적화된 1단계 아레니우스 형태의 화학 반응식, 이상기체 상태 방정식을 활용하여 모델링하였다. 또한 금속관의 재료인 구리와 철은 Mie-Gruneisen 상태 방정식과 Johnson-Cook 강성 모델을 활용하여 큰 압력에 의한 관의 소성 변형을 모델링하였다. 다물질 수치 해석을 위한 경계면의 추적 및 경계면 값의 결정은 각각 hybrid particle level-set 기법과 ghost fluid method(GFM)을 통하여 획득하였다. 수치적 해석 결과는 실험값과의 비교를 통하여 검증 하였으며, 관두께(두꺼운 관과 얇은 관)에 따른 내부 유동장의 변화를 확인하였다. 얇은 관의 경우, 데토네이션에 의해 발생하는 높은 내부 압력에 의하여 관의 소성 변형이 일어나고, 이에 따라 발생하는 팽창파에 의해 내부 기체 혼합물의 압력 및 밀도의 감소현상을 확인하였다.

• 한국추진공학회지
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• 제3권2호
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• pp.82-91
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• 1999

초폭굉 램 가속기의 탄체 형상은 탄체 주위에 형성되는 충격파의 구조 및 데토네이션파의 생성, 그리고 탄체의 가속 특성에 커다란 영향을 주게 된다. 본 연구에서는 초폭굉 모드의 기본 탄체 형상인 원추-원퉁-원추의 전.후면 반 꼭지각의 변화와 이중 원추, 그리고 Power-Law 형상 등의 탄체 전면 형상의 변화가 탄체 주위의 유동장, 데토네이션파의 형성 과정, 그리고 탄체 가속 특성에 미치는 영향을 수치적으로 해석하였으며, 이중 원추면의 높이와 각도를 변화시킴으로써 전.후면 반 꼭지각이 $10^{\cire}$인 ISL의 기본 형상에 비하여 약 31.0%의 향상된 가속 성능을 갖는 램 가속기 탄체 형상을 도출하였다. 이러한 탄체 가속 특성 연구 결과는 향후 램 가속기에 대한 설계 최적화 연구에 유용한 자료로 이용 될 것이다.

• 한국추진공학회:학술대회논문집
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• 한국추진공학회 2007년도 제29회 추계학술대회논문집
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• pp.367-370
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• 2007

Present study examines detonation wave propagation characteristics in annular channel. A normalized value of channel width to the annular radius was considered as a geometric parameter. A parametric study was carried out for a various regimes of detonation waves from weakly unstable to highly unstable detonation waves. Numerical approaches that used in the previous study of numerical requirements of the simulation of detonation wave propagations in 2D and 3D channel were used also for the present study with OpenMP parallization for multi-core SMP machines. The major effect of the curved geometry on the detonation wave propagation seems to be a flow compression effect, regardless of the detonation regimes. The flow compression behind the detonation wave by the curved geometry of the circular channel pushes the detonation wave front and results in the overdriven detonation waves with increased detonation speed beyond the Chapmann-Jouguet speed. This effect gets stronger as the normalized radius smaller, as expected. The effect seems to be negligible beyond the normalized radius of 10.