• 한국항공우주학회지
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• 제48권9호
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• pp.711-716
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• 2020

탄화수소계열 연료를 기반으로 혼합모사추진제를 사용하여 액적을 생성하고 열에너지를 가하면서 초임계 환경으로 분무되는 거동을 가시화하였다. 혼합모사추진제는 임계압력과 임계온도가 상이한 데칸과 메틸사이클로헥산을 선정하였다. 초임계 환경으로 분무되는 유동은 Rayleigh 분열로 액적을 생성하며 Oh 수와 Re 수를 구하여 Rayleigh 분열영역임을 확인하였다. 혼합모사추진제의 온도는 Tr=0.49에서 Tr=1.34까지 변화를 주었다. 유량은 0.7~0.8 g/s로 유지하였다. 액적은 열에너지를 가할수록 분열 길이가 짧아지며 덩어리진 형태로 떨어진다. 액체 상을 가시화하는 장치에서 2차 액적(second droplet)이 형성되는 것을 확인하였고 Tr=1.34일 때 부분적으로 불안정한 상태의 초임계 상태로 액상이 보이지 않는다.

• 한국추진공학회지
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• 제22권2호
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• pp.1-10
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• 2018

본 연구에서는 횡단류 공기유동에 수직으로 분사되는 액체제트의 분열거리와 액주궤적에 대한 음향가진의 영향을 살펴보았다. 이를 위해 단공 원형노즐 분사기를 이용하여 동일한 횡단류 공기속도에서 분사압력과 음향가진의 크기를 변화시켜가며 수류실험을 수행하였다. 또한 음향가진 주파수 기준 12개의 위상각에서 분무 이미지를 얻어 위상각 변화에 따른 영향을 확인하였다. 실험결과 분열길이는 비가진 상태에 비해 음향가진 상태에서 전반적으로 감소하였지만 위상각에 따른 변화는 발견되지 않았다. 본 실험 범위 내에서 음향가진은 수직분사 액체제트의 액주궤적에 거의 영향을 주지 못하였다.

• 한국추진공학회:학술대회논문집
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• 한국추진공학회 2003년도 제21회 추계학술대회 논문집
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• pp.168-172
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• 2003

전단 동축형 인젝터의 분사조건이 분무 액적의 크기에 미치는 영향을 조사하기 위하여 PDPA를 이용한 실험을 수행하였다 분무 액적이 빠른 동축 기체에 의한 액체 제트의 분열로부터 생성되는 점을 고려하여, 기체와 액체 사이의 운동량 비(M)와 웨버 수(We)를 분사조건의 주요 변수로 선택하였고, 실험을 통하여 이들의 상대적인 영향력을 파악할 수 있었다. SMD( $D_{32}$)가 운동량 비에 반비례한다는 사실이 관측된 반면, 동축 기체의 속도가 증가함에 따라 웨버 수에는 거의 영향을 받지 않는 것으로 나타나, 운동량 비가 액체 제트의 분열 및 미립화 과정에서 웨버 수보다 중요한 역할을 담당하리라 예상된다. 본 연구에서는 이러한 실험결과를 바탕으로 하여 분무 액적의 크기와 분사조건(운동량 비, 웨버 수) 사이의 관계를 나타내는 실험식을 제시하였다.

• 한국추진공학회지
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• 제26권1호
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• pp.47-59
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• 2022

리세스 길이가 다른 4개의 와류동축형 분사기를 적층제조 방식으로 제작하였다. 상압 환경에서 물과 공기를 모사추진제로 하여 단일분사 및 혼합분사 수류실험을 수행하였다. 리세스 길이와 추진제 유량 조건에 따른 분사차압과 유량계수를 확인하였고, 이미지 분석을 통해 분열길이와 분무각을 측정하였다. 혼합분사 분사차압 및 유량계수 결과에서 액체 분사기는 리세스에 영향을 받지 않았다. 하지만 기체 분사기는 리세스 길이 증가에 따라 분사차압이 증가하고 유량계수가 감소하였다. 단일분사 시 분열길이는 리세스 증가에 따라 길어졌지만, 혼합분사에서는 반대로 감소하였다.

• 한국추진공학회지
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• 제20권4호
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• pp.68-76
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• 2016

본 연구는 이원추진제 추력기의 핵심부품에 대한 성능평가의 일환으로, 기체메탄/액체산소를 추진제로 사용하는 스월 동축형 인젝터의 리세스 길이 및 분사압력에 따른 분무특성 파악을 목표로 하였다. 분무형상은 슐리렌 가시화 기법을 이용하여 획득하였고, 슐리렌장치는 광원, 오목거울, 초고속카메라 등으로 구성된다. 내부 인젝터에 의한 액체 분무의 경우 hollow cone 형상을 확인하였으며, 내부 인젝터 오리피스 길이의 증가와 함께 스월강도 감쇠의 영향으로 분무각은 줄어들었다. 기체-액체를 함께 분사할 때, 분무각은 리세스 길이가 증가함에 따라 외부혼합영역에서 증가하지만, 내부혼합영역에서는 작아졌는데, 액체분무 분사 압력의 높고 낮음에 무관하다는 사실을 확인하였다.

• 한국분무공학회지
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• 제13권2호
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• pp.79-84
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• 2008

The correlations for cross-flow have not been well established, because of the complexity of breakup and atomization mechanism. A study was performed to investigate the characteristics of spray behaviour of liquid jet in the bag breakup regime injected into low-speed cross-flow with the pressure single-hole nozzle. The shadow-graphy method was used for the cross-flow jet visualization. The experimental variables of liquid jet were nozzle diameter $(0.3mm{\sim}1.0mm)$, injection pressure $(50kPa{\sim}150kPa)$, and the velocity of cross-flow $(27m/s{\sim}42m/s)$. The highest penetration trajectories of liquid jet are governed by the momentum ratio $({\rho}_{\iota}U_{\iota}^2/{\rho}_aU_{cross}^2)$ rather than the Weber number and the new empirical equations of the highest penetration trajectory and breakup point at low-speed corss-flow are established.

• 한국분무공학회지
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• 제9권1호
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• pp.21-29
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• 2004

The flow characteristics of a swirl injector were investigated with the variation of the flow condition and geometric dimensions, such as orifice length for considering the viscous effect and tangential entry port area for considering the swirl intensity. The liquid film thickness strongly influencing on the formed drop size of the spray was measured using a new technique. The film thickness measurement technique proposed here, used the attenuation of fluorescence signal near the injector exit. The breakup length that is important for the flame location as well as the spray cone angle which influences on the ignition performance was measured using a backlit stroboscopic photography technique. From the experimental results, it is found that an increase in injection pressure decreased the film thickness and breakup length, and also enlarged the spray cone angle. A decrease in orifice length and tangential entry port area has a similar tendency of thinner film thickness, shorter breakup length and larger spray cone angle. In the present study, we proposed empirical models of the flow characteristics of the swirl injectors.

• 한국분무공학회지
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• 제23권1호
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• pp.30-35
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• 2018

The objective of this study is to predict numerically the effect of intake humidification on the injected diesel fuel spray characteristics in a compression ignition engine. In this work, Wave model and Ducowicz model were applied as the break-up model and evaporation model, respectively. The amount of water vapor for the humidification was changed from 0% to 30% of injected fuel mass. The number of applied meshes was generated from 49,000 to 110,000. At the same time, the results of this work were compared in terms of spray tip penetration, SMD and equivalence ratio distributions. It was found that the cylinder temperature and cylinder pressure were decreased with increasing water vapor mass by vaporization latent heat and specific heat, however, the difference was very small. So, the spray tip penetration was not different by water vapor mass. Also, higher equivalence ratio distributions were observed with increasing water vapor mass by the improvement of fuel atomization.

• 한국분무공학회지
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• 제16권3호
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• pp.140-145
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• 2011

Gelled propellants are non-Newtonian fluids in which the viscosity is a function of the shear rate, and they have a high dynamic shear viscosity which depends on the amount of gelling agent contents. The present study has focused on the breakup process, wave development of ligament and liquid sheets formed by impinging jets with various gelling agent contents. The breakup process of like-on-like doublet impinging jets are experimentally characterized using non-Newtonian liquids. The spray shape with elliptical pattern is distributed in a perpendicular direction to the momentum vectors of the jets. Gelled propellant simulants with high viscosity jets are more stable and produce less pronounced surface waves than low viscosity jets. Gelled propellant simulants from like-on-like doublet impinging jets have the spray shape of closed rim patterns at low pressure. As the injection pressure increased, rimless patterns which were composed of ligament sheets and small droplets emerged due to the effect of the aerodynamic action.

• 대한기계학회논문집B
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• 제30권2호
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• pp.161-169
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• 2006

The spray characteristics of liquid jet in cross flow with variation of injection angle are numerically studied. Numerical analysis was carried out using KIVA code, which was modified to be suitable for simulating liquid jet ejected into cross flow. Wave model and Kelvin-Helmholtz(KH)/Rayleigh-Taylor(RT) hybrid model were used for the purpose of analyzing liquid column, ligament, and the breakup of droplet. Numerical results were compared with experimental data in order to verify the reliability of the physical model. Liquid jet penetration length, volume flux, droplet velocity profile and SMD were obtained. Penetration length increases as flow velocity decreases and injection velocity increases. From the bottom wall, the SMD increases as vertical distance increases. Also the SMD decreases as injection angle increases.