• 한국추진공학회지
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• 제11권6호
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• pp.35-41
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• 2007

부하율은 모터구동 밸브에서 밸브 스템에 가해지는 부하(load) 변화에 따라 구동기 torque와 스템 thrust 사이의 상관관계가 변하는 현상이다. 본 논문에서는 게이트밸브의 열림행정에서 발생되는 부하율 특성을 분석하고 밸브 성능평가시 적용하는 부하율의 타당성에 대해 기술하였다. 또한, 총 40대의 게이트밸브에 대해 정적시험 및 동적시험을 수행하고 본 연구에서 개발한 열림행정에서의 부하율 평가 방법론을 적용하여 각 밸브의 열림행정 부하율을 평가한 결과를 수록하였다. 연구결과로서 열림행정의 부하율은 차압이 150 psi보다 높은 경우 (-)값으로 나타났으며, 이러한 현상은 유체 차압이 높을수록 크게 나타나는 결론을 얻었다.

• 한국항공우주학회지
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• 제48권10호
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• pp.801-807
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• 2020

밸브 입구 압력 변화에 따른 액체로켓엔진용 연소기 산화제 개폐밸브의 개방 특성에 대해 시험을 통한 연구를 수행하였다. 연소기 산화제 개폐밸브의 포핏 방식 밸브 특성에 의해 밸브 입구 압력이 상승함에 따라 밸브 개방에 필요한 구동압력은 선형적으로 증가하며, 밸브 행정 시간은 감소하게 된다. 하지만 밸브 입구 압력 상승으로 밸브 개방 구동압력 도달까지의 시간이 길어져 전체적인 밸브 개방 시간이 증가하는 것으로 나타났다. 결국 밸브 입구 압력이 증가할수록 밸브 행정 시간의 감소량은 미미해지며 밸브 개방에 필요한 구동압력에 도달하는데 필요한 시간이 밸브 개방 시간을 좌우한다는 것을 확인하였다. 따라서 밸브 구동부에 대한 설계를 통해 밸브 개방 시점의 밸브 입구 압력과 연소기로의 순간적인 산화제 공급량을 조정할 수 있다.

• 수산해양기술연구
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• 제23권2호
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• pp.86-94
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• 1987

열선유속계를 이용하여 디이젤 기관 연소실내의 한점에서 유속을 측정한 결과는 다음과 같은 결론을 얻었다. 1. 연소실내의 유동은 cylinder의 원주방향의 속도 성분이 크며, 유속변화는 밸브 timing과 피스톤 속도등에 밀접한 관계가 있다. 2. 유속은 흡입시부터 증가하여 압축행정중 흡입밸브가 닫히는 60$^{\circ}$ABDC에서 최대치를 갖고 이후 피스톤의 속도가 감소함에 따라 유속도 감소하여 팽창행정중 배기 밸브가 열리는 120$^{\circ}$ATDC에서 다시 증가하였다. 3. 평균유속은 shroud 밸브 사용시가 no shroud 밸브 사용시보다 낮지만 shroud 밸브 사용시 흡입행정에서 난류강도가 가장 크게 나타났다. 4. 90$^{\circ}$shroud 밸브 사용시가 120$^{\circ}$shroud 밸브 사용시보다 난류강도는 더 크고, 90$^{\circ}$shroud의 180$^{\circ}$위치에서 난류강도가 제일 크게 나타났다.(이 논문의 결론부분임)

• 수산해양기술연구
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• 제23권2호
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• pp.40-40
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• 1987

열선유속계를 이용하여 디이젤 기관 연소실내의 한점에서 유속을 측정한 결과는 다음과 같은 결론을 얻었다. 1. 연소실내의 유동은 cylinder의 원주방향의 속도 성분이 크며, 유속변화는 밸브 timing과 피스톤 속도등에 밀접한 관계가 있다. 2. 유속은 흡입시부터 증가하여 압축행정중 흡입밸브가 닫히는 60°ABDC에서 최대치를 갖고 이후 피스톤의 속도가 감소함에 따라 유속도 감소하여 팽창행정중 배기 밸브가 열리는 120°ATDC에서 다시 증가하였다. 3. 평균유속은 shroud 밸브 사용시가 no shroud 밸브 사용시보다 낮지만 shroud 밸브 사용시 흡입행정에서 난류강도가 가장 크게 나타났다. 4. 90°shroud 밸브 사용시가 120°shroud 밸브 사용시보다 난류강도는 더 크고, 90°shroud의 180°위치에서 난류강도가 제일 크게 나타났다.(이 논문의 결론부분임)

• 한국마린엔지니어링학회:학술대회논문집
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• 한국마린엔지니어링학회 2006년도 전기학술대회논문집
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• pp.29-30
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• 2006

나이모닉 일체형으로 사용되고 있는 선박용 2 행정 저속엔진의 배기밸브 스핀들을 고온, 고압, 배기가스 및 반복 충격 하중에 노출된 스핀들의 Head부분은 기존의 나이모닉 소재를 적용, 기존 재질의 우수한 성질을 유지하고 설계적으로 나이모닉 소재의 적용이 불필요한 Stem부는 오스텐나이트 계열의 SNCrW 소재를 사용하여 관성마찰 용접 방식으로 접합하여 제품을 제작하고, 접합부의 미세조직 관찰, 성분분석, 인장, 경도, 피로시험 등의 기계적, 금속적 특성평가를 통해 마찰용접제품에 대한 신뢰성을 확인하고 양산 생산을 위한 기술적 토대를 마련하였다.

• 한국항공우주학회지
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• 제45권11호
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• pp.989-997
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• 2017

액체로켓엔진용 연소기 산화제 개폐밸브로 사용되는 밸브 개방 자체유지가능형 포핏밸브의 밸브 개방 특성을 파악하기 위해 밸브 개방 과정에서의 과도 응답 특성에 대한 연구를 수행하였다. 수치해석을 위해 구동가스 공급시스템을 하나의 오리피스로 모델링하고 밸브 행정 위치 및 구동압력 조건에 따라 밸브 무빙파트의 운동방정식을 유도하였다. 상온 및 연소시험에서의 밸브 작동 시험결과와 계산 결과의 비교를 통해 계산 결과의 신뢰성을 검증하였으며, 본 연구의 실제적인 적용 예로써 높은 구동압력에서의 밸브 개방 속도 조절을 위한 오리피스 적용 사례를 소개하였다.

• Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
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• 제36권4호
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• pp.423-429
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• 2012

밀러 사이클은 저배기 및 고효율 달성으로 Tier II 규제뿐만 아니라 $CO_2$ 저감을 동시에 달성할 수 있는 기술로 알려져 있다. 그러나 이를 위해서는 충분한 흡입공기량이 확보되어야 하며 흡기계통은 공기저항을 최소화할 수 있는 형상으로 개선되어야 한다. 본 연구에서 흡기계통 설계 및 사이클 해석에 활용하기 위한 기초 자료 확보를 위해 흡기밸브의 유량계수를 측정하였다. 유량계수 측정에는 정상유동장치를 이용하였다. 중속 박용기관에 사용되는 포핏 밸브를 대상으로 실험을 수행한 결과, 흡기밸브 유량계수는 밸브양정의 증가에 따라 약 0.62까지 지속적으로 증가하는 경향이며 행정/보어 비와는 무관한 흡기밸브 고유의 특성이 있음을 확인하였다.

• 연구논문집
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• 통권28호
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• pp.49-58
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• 1998

포핏밸브형 2행정 기관의 소기 시스템 형상 변화에 따른 소기유동 및 소기효율의 개선 효과를 해석하기 위해, 각 흡기포트 형상별 소기 유동 가시화와 소기효율 정량화 연구를 수행하고자 한다. 소기시스템의 형상은 기계연구원에서 독자 개발한 RSSV(Rotatable Shrouded Scavenging Valve)의 슈라우드 각도를 변화시켰으며, 소기 효율 정량화를 위해 정상상태하에서 등유와 착색된 물을 사용한 single-cycle method. 동적모사장치(dynamic simulatior)에서 $CO_2$와 $O_2$가스를 사용한 가스추출법(gas sampling method)을 적용하였으며 실제 기관에서의 소기 효율을 측정하기 위해 압력 선도를 해석하였다. 위 실험들의 결과로부터 $90^circ$슈라우드 밸브가 가장 높은 효율을 가지는 것으로 판명되었으며, 특히 이들 실험방법들은 2행정 엔진 개발에 있어 시간과 비용을 절감하는데 아주 유용한 기법임을 알 수 있었다.

• 한국소음진동공학회:학술대회논문집
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• 한국소음진동공학회 1996년도 추계학술대회논문집; 한국과학기술회관, 8 Nov. 1996
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• pp.65-70
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• 1996

엔진소음을 소음특성에 따라 분류하면 공력소음(Aerodynamic Noise), 연소소음(Combustion Noise), 기계적인 소음(Mechanical Noise)으로 나눌 수 있으며 소음원의 종류에 따라 분류하면 배기계소음(Exhaust System Noise)으로 나눌 수 있으며 소음원의 종류에 따라 분류하면 배기계소음(Exhaust System Noise), 흡기계소음(Intake System Noise), 냉각계소음(Cooling System Noise), 엔진표면소음(Engine System Noise)등으로 분류할 수 있다. 이러한 여러소음중 엔진 내부의 유동에 의한 흡배기계통으로의 소음방출은 자동차 실 내외 소음의 중요한 문제로 대두되는데, 이를 줄이기 위해 그 동안 소음기 등의 서브시스템의 형태와 그 위치조정에 관한 연구가 수행되어 왔다. 그러나 이것이 비용 또는 성능에 영향을 미치므로 본질적인 소음원을 규명해 내는 것이 필요하게 되었다. 흡배기계의 소음은 엔진의 흡입, 배기행 정시 피스톤의 운동에 의해 팽창 및 압축파 형태의 압력파(pressure wave)로 발생하게 되고, 밸브근방에서는 유동의 박리(separation)에 의해 발생하게 된다. 소음기 등의 서브시스템에서도 유동의 박리에 의해 발생하게 되며 특히 배기행정시 발생하는 압력파는 비선형영역에 있게된다. 흡기소음은 배기에 비해 그 크기가 작아서 그동안 등한시 되어왔으나 이것이 소비자의 불평요인으로 작용하므로써 이에 대한 연구도 활발히 수행되어야 한다. Bender, Bramer[1]는 흡배기계 소음의 외부 방사에 관하여 전반적으로 기술하였고 Sierens등[2]은 흡기계에서 1차원 MOC(Method of Characteristics)방법으로 비정상 유동해석을 하고 실험결과와 비교하였다. J.S.Lamancusa 등[3]은 흡기 소음원을 실험을 통해 예측하였고, 흡기소음도 비선형 거동을 보인다고 밝혔다. Yositaka Nishio 등[4]은 새로운 흡기실험장치를 고안하여 공명기(resonator)의 위치 변화에 의한 저소음 흡기계를 설계 초기단계에서부터 적용하려 하였다. 일반적으로 흡배기계의 복잡한 형상 때문에 대부분 실험을 통해 문제를 해결하려 하였고, 수치해석은 피스톤의 운동을 배제한 단순화한 흡배기계의 정상상태 유동해석이 주를 이루어왔다. Taghaui and Dupont 등[5]은 KIVA코드를 사용하여 흡기포트와 연소실 그리고 밸브의 움직임을 동시에 고려한 수치해석을 도입하였다. 하지만 이들이 밸브의 운동을 고려하기 위해 사용한 이동격자는 격자점은 시간에 따라 변화하지만 그 격자의 수가 일정하게 유지되어 있어서 밸브의 완전개폐를 해석할 수가 없다. 강희정[6]은 단일 실린더와 단일 배기밸브를 갖는 문제로 단순화하여 피스톤과 밸브의 움직임을 고려하므로써 배기행정 후 소음이 어떻게 전파해 나가는가를 연구하였다. 본 연구에서도 최소밸브간격과 최대밸브간격 사이에서만 계산이 가능하나 흡기의 경우는 밸브가 닫힐 때 생기는 압력파가 중요하므로 실린더와 밸브사이에 벽면조건을 주어 밸브의 개폐를 모사하였다.

• 한국항공우주학회지
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• 제48권9호
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• pp.717-724
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• 2020

본 논문에서 액체로켓엔진용 연소기 산화제 개폐밸브로 사용되는 밸브 개방 자체유지가능형 포핏 밸브의 밸브 닫힘 작동특성에 대한 연구 내용을 소개하기로 한다. 상온 및 극저온 환경에서 밸브 닫힘 특성을 예측할 수 있는 수치해석 방법을 제시하였으며, 시험결과와의 비교를 통해 계산결과의 신뢰성을 검증하였다. 본 연구를 통해 상온 및 극저온 작동 환경에서 각각 구동가스 배출 시스템의 유효 유로 면적과 밸브 작동부에 작용하는 운용유체의 압력 분포가 밸브의 전반적인 닫힘 작동특성을 좌우하는 주요 변수인 것을 확인하였다. 또한 극저온 작동 환경에서 구동가스를 적절히 활용함으로써, 밸브 닫힘 압력을 유연하게 조정할 수 있을 뿐만 아니라 밸브 닫힘 속도 또한 효과적으로 감소시킬 수 있음을 확인하였다.