고체 추진제의 비정상적인 연소 현상을 해석하여 연소 불안정을 예측하는 것은 추진시스템의 설계 시 매우 중요하다. 로켓의 비정상 연소 현상을 해석하기 위하여 많은 이론적 연구가 진행되어 왔다. 이론적인 해는 주로 선형 해석의 결과들로 정상 상태에서 발생하는 불안정 현상을 예측하는 데에는 적합하지만 비정상 현상을 설명하기에는 부족하다. 따라서 수치 기법을 이용한 비선형 해석이 수행되어 졌다. 기존의 비정상 연소에 관한 연구들은 일정한 물성치를 사용하고 추진제 내에서의 화학 반응과 복사 열전달 등을 무시하여 추진제의 특성을 단순화 시켜 비정상 해석을 수행하였다. 본 연구에서는 비정상 연소 현상에 대한 비선형 수치 해석을 하려한다. 실험에서 밝혀진 것과 같이 추진제의 물성치를 온도의 함수로 사용하고 응축영역으로의 복사 열전달을 고려하였다.
산업화에 따른 화석 연료의 연소, 기타 오염원에 의하여 생성되는 대류권의 에어로졸은 전 지구적인 평균값으로 볼 때, 약 -0.5 W/$m^2$의 복사강제력(radiative forcing)을 갖는 것으로 보고되고 있다. 이러한 음의 복사강제력은 일산화탄소, 염화불화탄소, 메탄 등과 같은 온실기체에 의한 양의 복사강제력을 상쇄시키는 정도보다 더 클 수 있다고 추측되고 있어 지속적으로 관리가 필요한 것으로 보인다. 본 연구는 국내에서 청정지역으로 꼽히고 있는 제주도 고산 측정소와 한라산 1100 고지 지역에서 에어로졸 시료를 채취하고, 고도에 따라 에어로졸 조성이 어느 정도 차이를 보이는지, 그리고 고도에 따라 에어로졸 성분의 특성이 어떻게 다른지를 비교하기 위한 목적으로 수행되었다. (중략)
수정된 연소 반응 함수[9]를 이용하여 복사 열속 교란에 대한 연소 반응 특성을 살펴 보았다. DB N5추진제에 대한 Son 등[6]의 실험 결과오 비교할 때 본 연구에서 사용한 연소 반응 함수가 낮은 활성화 에너지에서 비슷한 피크를 예측할 수 있었다. 이것은 Son 등[6]에 의해 과소 평가된 복사 열속의 영향이 고려되었기 때문인 것으로 판단 된다. 민감 변수들을 구하기 위하여 Iribicu 등[2]이 제시한 정상 연소 관계식을 이용하였는데, 표면 온도에 대한 정상 연소율 변화를 비교한 결과 Zanotti[8]의 AP2 추진제의 실험 결과와 정성적으로 비슷한 결과를 나타내었다. Zebrowski 등[4]의 연소 반응 함수와도 비교하였는데 활성화 에너지가 Zanotti[8]가 제시한 범위의 값을 가질때는 피크에 있어 상당한 차이를 보이지만, 그 보다 더 큰 활성화 에너지에서는 $f_rJ$의 영향이 거의 사라져 비슷한 결과를 보여주고 있다. 이는 활성화 에너지가 클수록 본 연구에서 사용한 연소 반응 함수가 [6]과 같아지지만, [8]에서 제시된 활성화 에너지 범위에서는 본 연구에서 사용한 연소 반응 함수로 예측함이 타당함을 의미한다.
본 논문에서는 수직한 스트립의 끝을 ‘ㄷ’형태로 접어 안테나 높이를 줄인 새로운 구조의 폴디드 멀티스트립(folded multi-strip) 모노폴 안테나를 제안하였다. 안테나는 VSWR$\leq$2를 기준으로 하한 주파수 4.55 GHz에서 상한 주파수 8.4 GHz까지 1.85 : 1의 대역비를 갖는 광대역 특성을 나타내고 있다. 전방향으로 동일한 복사이득을 갖는 코니컬 빔의 수평단면 복사패턴을 가지며, 대역폭 내에서 왜곡 없는 안정된 복사패턴 특성을 유지하고 있다.
위성체는 우주공간의 고진공 상태와 태양 복사열에 의한 고온 및 극저온이 반복되는 가혹한 환경으로 인해 주요 부품의 기능장애가 초래되므로 발사전 지상에서 열진공 시험장비를 이용한 열진공시험을 수행한다. 우수한 성능의 위성체 부품의 검증을 위해서 열환경 시험 요구에 따라 균일한 복사열이 매우 중요하나, 시험 조건을 비롯하여 여러 원인으로 인하여 열전달의 불균일성이 발생하게 된다. 이로 인해 시스템에 큰 영향을 미칠 수 있으므로, 시험 조건에 의한 열전달량을 고려하여 적절한 히터파워를 선정하고 챔버 내에 적절한 방열판과 챔버 슈라우드의 열교환이 간섭이 없도록 장비를 운용해야 한다. 본 연구에서는 상용프로그램인 FLUENT를 이용하여 열진공 챔버 내부 벽면의 불균일한 복사열에 따른 비정상 열전달 특성에 대하여 수치해석을 수행한 뒤 시편의 온도 분포 및 열전달 특성에 대해 비교분석하였다.
본 연구에서는 우주에서 가시광 영역으로 지구의 지표면을 고해상도로 촬영하는 위성탑재카메라를 위한 복사에너지 신호량을 모델링하였다. 복사에너지 모델링은 광원으로서의 태양과 지구대기 및 지표면 반사도, 카메라의 특성 등을 포함하며 최종 계산 결과는 광전자카메라의 광검지기에서 생성되는 전자의 수로 나타난다.
수정된 연소 반응 함수를 이용하여 복사 열속 교란에 대한 연소 반응 특성을 살펴보았다. Catalyzed DB N5 추진제의 연소 반응을 살펴보기 위하여 Son 등의 실험 결과와 비교하였다. Son 등의 연소 반응 함수는 물리적으로 타당하지 않은 활성화 에너지에서 실험 결과를 예측하였지만, 수정된 연소 반응 함수는 비슷한 추진제의 실제 활성화 에너지 범위에서 복사 열속에 대한 연소율의 반응을 비교적 잘 예측할 수 있었다. 이것은 Son 등에 의해 과소 평가된 복사 열속(f, J)의 영향이 고려되었기 때문인 것으로 판단된다. 민감 변수(sensitivity parameter)들을 구하기 위하여 Ibiricu 등이 제시한 정상 연소 관계식을 이용하였다. AP계 추진제의 표면 온도에 대한 정상 연소율 변화를 살펴본 결과 Zanotti의 AP2 추진제의 실험 결과와 정성적으로 비슷한 경향을 나타내었다.
유도초음파는 얇은 판재와 다층재료를 평가하는데 널리 사용되는데, 이를 정량적으로 이용하기 위해서는 위상 및 군속도의 분산선도는 필수적이다. 본 연구에서는 후방복사 리키 램파를 이용하여 위상속도 분산곡선과 군속도를 측정하였다. 물에 잠긴 판재에 입사각을 변화 시키면서 판재에서 발생하는 후방복사 초음파 신호를 측정하였고, 후방복사된 초음파 신호는 유도초음파의 분산특성을 지님을 보였다. 입사각도와 수신된 파형의 주파수 분석을 통하여 램파의 위상속도 분산선도를 구하였다. 또한, 특정한 입사각에서 입사점을 변화시키면 서 론 파형의 시간대역 이동으로부터 군속도를 측정하였다.
전도, 대류, 복사 방식의 열전달 방식중에서 복사방식이 가장 효율적이고 쾌적한 난방이라는 것은 기존의 연구에서도 잘 알려진 사실이다. 본 연구에서 제안한 천장형 원적외선 복사난방 방식은 같은 면적에서 같은 전력을 투입하였을 때, 설정온도 도달시간이 기존의 전기 난방기 보다 약 $10{\sim}20$분 빠르게 도달함을 알 수 있으며, 그만큼 에너지절약이 된다는 것을 알 수 있었다.
본 연구에서는 지면의 표적물 및 하늘과 구름애서 산라되어 나오는 방향성 복사량을 효 율적으로 측정하고, 이들 산란광에 의한 Remote Sensing(원격탐사) 자료해석상의 영향을 조사 연 구하기 위해 만들어진 나선형식으로 회전하며 거의 전반구를 11초 이내에 주사하는 Sphere-Scanning Radiometer의 자료를 분석하는 데 필요한 software(S/W)들을 개발하였다. 개발 된 S/W 에는 개개의 측정자료가 기록될 순간에 측정기의 Field of View (FOV)에 의해 실제로 산란광이 집적된 지표면상의 부분을 시각적으로 나타내 주고 복사강도를 Grey Level로 나타낼 수 있는 도면표시 Algorithm과 FOV각의 크기에 따라 overlap부분의 면적을 계산하는 Algorithm 등이 포함되어 있다. 또한, 실험농장에서 본 radiometer로 측정한 자료를 이 S/W를 사용하여 분 석해 본 결과 밝혀진 몇 가지 방향성 복사량의 특성들을 간단히 소개 하였다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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