• 한국전산구조공학회논문집
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• 제20권4호
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• pp.407-416
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• 2007

가스터빈에서 연료 분무 노즐은 연소 특성에 영향을 미치는 중요한 부품이다. 스월 분무 장치를 설계하기 위하여 유량과 분무액적 평균 직경을 설계변수로 정하고 연료 분무 노즐의 최적화를 수행하였다. 설계변수는 이중 노즐의 실험값들을 비교하여 중요한 영향을 미치는 변수로 선정하였다. 민감도는 유량과 분무액적 평균 직경의 변화에 따른 값을 사용하였다. 이중 오리피스형 스월 분무장치의 형상 최적설계를 통하여 유량의 미립화를 높이도록 연구하였다. 최적설계를 위하여 실험 계획법을 이용하였으며, 영향을 적게 미치는 설계변수들은 설계대상에서 제외하였다. 분무 노즐의 분무액적 평균 직경을 사용한 결과는 Jasuja의 액적 평균 이론을 이용하여 도출된 결과와 유사함을 알 수 있었다. 연구 결과는 이중 오리피스형스월 분무장치와 이와 비슷한 종류의 노즐 최적화를 위한 특성을 파악하고 최적의 유량과 허용 공차를 제시하였다.

• 한국농업기계학회:학술대회논문집
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• 한국농업기계학회 2002년도 동계 학술대회 논문집
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• pp.98-103
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• 2002

초음파 비가진 시인 상용분무와 초음파가진 시인 개질분무, 간접진동분무, 간접진동 및 개질의 겸용분무의 네가지 경우 모두에서 분무액적의 평균직경 및 SMD가 전 영역에 걸쳐서 노즐 글에서 분무방향으로 멀어질수록 조금씩 증가했으며, 또한 초음파 비 가진시인 상용분무 경우가 초음파 가진 세경우에 비해 크게 나타났다. 초음파 가진 세가지 경우에서는 간접진동 및 개질법 겸용의 경우에서 분무액적의 미세화가 가장 우세하게 나타났다. 이는 초음파가 분무 축방향 전영역에 걸쳐서 분무액적의 미세화에 친화적임을 입증한다. 나. 분무 방향 축에서 반경 방향으로 갈수록 분무 액적의 평균 직경과 SMD는 감소하고 있으며, 반경방향 전 영역에 걸쳐서 상용 분무시의 액적이 가장 크게, 초음파겸용 경우에서 가장 작게 나타나고 있다. 이는 초음파가 분무 내부 전 영역에 걸쳐 액적의 미세화에 친화적임을 증명한다. 다. 분무액적의 크기에 따른 분무 분포도 비교에서 네가지 경우 모두에서 축 방향 거리가 멀수록 분무액적의 크기가 다소 증가함을 보였고, 축에서 반경 방향으로는 분무액적의 크기가 다소 감소함을 보이고 있다. 상용 분무와 초음파 분무의 비교에서 초음파 겸용 가진시는 상용 분무 때 보다 분무 영역 전반에 걸쳐서 미세화가 뚜렷이 우세함을 보였다.

• 한국추진공학회지
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• 제14권5호
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• pp.51-56
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• 2010

고속회전 시험장치를 이용하여 V 형태의 회전식 연료 노즐의 오리피스 직경에 따른 분사특성을 파악하기 위한 연구를 수행하였다. 시험장치는 고속 회전장치, 연료공급장치, 아크릴 케이스로 구성하였다. 분무 오리피스의 직경과 회전속도를 변화시켜가며 분무실험을 수행하였다. 분무입자의 크기 및 속도 측정은 PDPA(Phase Doppler Particle Analyzer) 시스템을 사용하였고, Nd-Yag Laser를 이용하여 분무특성을 가시화하였다. 실험결과, 분무오리피스의 직경이 커질수록 분무입자의 크기가 작아졌으며, 분무입자 크기가 가장 작은 값을 보이는 분무오리피스의 한계 직경이 존재하였다. 오리피스의 직경이 이 한계직경 보다 클 경우 분무입자의 크기는 더 이상 감소하지 않았다. 이것은 분무 오리피스의 직경이 한계직경보다 커질 경우 오리피스 내의 액막이 균일하게 분포하지 않기 때문으로 판단된다.

• 한국추진공학회:학술대회논문집
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• 한국추진공학회 2010년도 제34회 춘계학술대회논문집
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• pp.258-263
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• 2010

고속회전 시험장치를 이용하여 V 형태의 회전식 연료 노즐의 오리피스 직경에 따른 분사특성을 파악하기 위한 연구를 수행하였다. 시험장치는 고속 회전장치, 연료공급장치, 아크릴 케이스로 구성하였다. 분무 오리피스의 직경과 회전속도를 변화시켜가며 분무실험을 수행하였다. 분무입자의 크기 및 속도 측정은 PDPA(Phase Doppler Particle Analyzer) 시스템을 사용하였고, Nd-Yag Laser를 이용하여 분무특성을 가시화하였다. 실험결과, 분무오리피스의 직경이 커질수록 분무입자의 크기가 작아졌으며, 분무 오리피스의 직경이 2.6mm인 경우 최적의 분무형태를 보였다. 그러나 오리피스의 직경이 이보다 클 경우 분무입자의 크기는 더 이상 감소하지 않았다. 이것은 분무오리피스가 최적의 직경보다 커질 경우 오리피스내의 액막이 균일하게 분포하지 않기 때문으로 판단된다.

• 한국추진공학회지
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• 제3권3호
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• pp.31-39
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• 1999

OFO, FOF 삼중 충돌형 및 FOOF 이중 분리 충돌형 분무연소장의 3차원 수치해석을 통한 연소성능 예측 및 성능설계 방법에 대하여 고찰하였다. 예조건화 압축성 유동 지배방정식과 저 레이놀즈수 $\kappa$-$\varepsilon$ 2 방정식 난류모델을 바탕으로 LU-SGS 기법을 사용하여 시간적분 하였으며 분무과정은 DSF 방법을 사용하여 모사하였다. n-heptane 액적과 공기를 연료와 산화제로 하는 액체 추진기관 내에서의 분무 연소장을 계산하였으며 연소에서의 난류의 영향은 eddy 소산모델을 사용하여 모사하였다. 분무연소장의 특성과 연소성능이 비교되었으며, 계산 결과 FOF 삼중 충돌형 분사기의 성능이 가장 우수한 반면, OFO 삼중 충돌형 분사기의 성능이 가장 저조한 것으로 나타났다. 연소효율에 중대한 영향을 미치는 파라미터로는 운동량비에 따른 초기 분무 액적의 평균직경과 혼합효율임을 확인하였다. 연소효율은 초기 분무 액적의 평균직경과 반비례, 혼합효율에 비례하여 증가되며, 산화제/연료 혼합비도 비례하여 상승하나, 일정 운동량비 이상에서는 감소되는 것으로 나타났다. 각 분사기 형태에서 운동량비에 따른 연소효율의 변화는 혼합효율의 변화와 동일한 경향을 보이며 그 크기는 분무 액적의 평균직경에 밀접한 관계가 있음을 알 수 있었다.

• 한국추진공학회지
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• 제12권5호
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• pp.1-8
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• 2008

소형 액체로켓엔진 인젝터 분무의 공간분포 특성 규명을 위해 이중모드 위상도플러속도계(DPDA)를 이용한다. 분사압력 및 분무확산방향 이동거리를 변화시켜 분무액적의 크기, 속도 등을 측정하고, 산술평균직경(AMD), Sauter 평균직경(SMD), 수밀도, 스팬(span of drop size distribution), 그리고 체적 유속(volume flux) 등의 분무 매개변수를 도출하여 인젝터 분무의 분열특성을 고찰한다. 분사압력이 증가함에 따라 분무액적의 수밀도, 스팬, 그리고 체적 유속은 증가하지만, AMD는 감소하였다.

• 한국추진공학회:학술대회논문집
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• 한국추진공학회 2008년도 제30회 춘계학술대회논문집
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• pp.125-128
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• 2008

이중모드 위상도플러속도계(Dual-mode Phase Doppler Anemometry, DPDA)를 이용하여 소형 액체 로켓엔진 인젝터 분무의 미립화 특성을 고찰하였다. 분무액적의 반경방향 이동에 따른 속도, 크기, 수밀도, 부피플럭스 등을 다양한 분사압력에서 측정하여 인젝터 분무의 공간분포 특성을 규명한다. 분사 압력이 증가함에 따라 분무액적의 속도, 난류강도, 수밀도, 그리고 부피플럭스는 증가하지만, 산술평균 직경($D_{10}$)과 분무액적의 증발율에 대한 척도인 Sauter Mean Diameter($D_{32}$)로 표현되는 액적의 크기는 감소하였다. 또, 속도와 부피플럭스는 Sauter 평균직경(Sauter mean diameter, SMD)에 비례하는 것을 알 수 있었다.

• 한국추진공학회:학술대회논문집
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• 한국추진공학회 2008년도 제30회 춘계학술대회논문집
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• pp.141-144
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• 2008

액체추진제 추력기 인젝터로부터 발생하는 분무의 미립화 특성과 공간 분포를 파악하기 위해 이중모드 위상도플러속도계(DPDA)를 사용한다. 평균속도, Sauter 평균직경, 그리고 속도섭동과 같은 분무특성 인자들을 다양한 분무축 및 반경방향 위치에서 계측한다. 이러한 데이터를 반경축상에 정량화하고 직경과 난류강도와의 상관관계를 밝히는데 사용한다. 분무 동적거동의 가시적 이해를 돕기위해, 노즐 오리피스의 기하학적 축과 반경방향이 이루는 좌표에 분무입자들의 속도벡터를 도식화한다.

• 대한기계학회논문집
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• 제13권6호
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• pp.1238-1249
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• 1989

본 연구에서는 분무체적에 영향을 미치는 분사차압, 주위공기밀도, 노즐공의 직경과 분무각을 변수로 하여 상관관계식을 이론적으로 유도하고 이를 근거로 하여 분 무의 평균공연비 증대를 향상시키는 방안을 제시하였다.

• 한국추진공학회:학술대회논문집
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• 한국추진공학회 2009년도 제33회 추계학술대회논문집
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• pp.202-206
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• 2009

고속회전 연료분사시스템의 분무특성을 연구하였다. 분무특성에 영향을 주는 직렬식 분무오리피스의 직경을 각각 1mm, 2mm, 3mm, 4mm, 5mm와 분무오리피스 수를 3개, 6개, 12개로 변화시켜가며 분무특성 연구를 수행하였다. PDPA 측정 시스템을 이용하여 분무입자의 크기와 속도, 분무분포 등을 측정하였고, 고속카메라를 이용하여 분무가시화를 수행하였다. 실험결과, 분무오리피스로부터 분출된 단일 액주의 길이는 회전속도에 의해 제어되며, 분무입자의 크기(SMD)는 분무오리피스의 직경과 수가 증가함에 따라 작아지는 경향을 보였다. 결국 분무입자의 크기를 제어하는 기본 메커니즘은 분무 오리피스내의 액막의 두께에 의해 결정됨을 알 수 있었다.