• 한국가시화정보학회지
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• 제9권2호
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• pp.27-33
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• 2011

Supersonic liquid jet discharged from a nozzle has been investigated by using a ballistic range which is composed of high-pressure tube, pump tube, launch tube and liquid storage nozzle. High-speed Schlieren optical method was used to visualize the supersonic liquid jet flow field containing shock wave system, and spray droplet diameter was measured by the laser diffraction method. Experiment was performed with various types of nozzle to investigate the major characteristics of the supersonic liquid jet operating at the range of total pressure of 0.8 from 2.14 GPa. The results obtained shows that shock wave considerably affects the detailed atomization process of the liquid jet and as the nozzle diameter decreases, the shock wave angle and the averaged SMD of spray droplet tends to decrease.

• 한국분무공학회지
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• 제15권4호
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• pp.189-194
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• 2010

This study has been mainly motivated to numerically model the transcritical mixing and reacting flow processes encountered in the liquid propellant rocket engines. In the present approach, turbulence is represented by the extended k-$\varepsilon$ turbulence model. To account for the real fluid effects, the propellant mixture properties are calculated by using SRK (Souve-Redlich-Kwong) equation of state model. In order to realistically represent the turbulence-chemistry interaction in the turbulent non-premixed flames, the flamelet approach based on the real fluid flamelet library has been adopted. Based on numerical results, the detailed discussions are made for the real fluid effects and the precise structure of the transcritical cryogenic liquid nitrogen jet and gaseous hydrogen/liquid oxygen coaxial jet flame.

• 한국추진공학회:학술대회논문집
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• 한국추진공학회 2010년도 제35회 추계학술대회논문집
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• pp.19-23
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• 2010

초임계 환경에서 작동하는 액체 로켓 엔진의 케로신 스월 인젝터에서 케로신 물성치에 따른 인젝터 내외에서의 분사 특성을 연구하였다. 케로신의 물성치를 계산하기 위해 surrogate 모델이 적용되었다. 난류 수치 모델은 large eddy simulation을 기반으로 하였으며 SRK 상태 방정식, Chung의 기법을 포함하고 있다. 초임계 환경의 수치 해석 결과는 천이 임계 조건의 결과와 비교되었으며 스월 인젝터 내부의 액막과 중심부 사이의 밀도 및 점성 계수 분포의 차이가 관찰되었다.

• 발명특허
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• 제26권10호통권306호
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• pp.76-83
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• 2001

본 발명은 승화성 고체 미립자 제트를 이용한 분사로 표면의 오염물을 제거하는 공정이다. 이는 극저온에서 고화된 입자가 표면에 고속 충돌 후 오염물을 제거하고 자신은 승화되어 잔사를 남기지 않는 청정 세척 공정을 말하는데 반도체 장비, 정밀 제품, 인쇄회로 기판 등의 다양한 표면의 각종 오염막 제거에 널리 사용될 수 있다. 본 장치의 특징은 세정 매체인 $CO_2$와 Carrier gas인 $N_2$를 사용하였고 현재 특허에 출원되어 있는 단순한 액체$CO_2$를 이용한 세정범위를 넘어 다양한 세정매체 즉, 복합인자($CO_2$ + ice, Ar + ice)를 이용하여 세정효율의 다변화를 이루었고 자체 개발한 냉동기를 이용하여 고화율이 액체 $CO_2$보다 상대적으로 낮은 기체 $CO_2$의 고화율을 증대 시킴으로써, 세정매체의 소모시간이 현격히 감소되어 원가절감 효과를 증대 시켰다. 세정대상물을 효과적으로 제거하기 위해 주 세정 매체인 $CO_2$의 수농도를 조절할 수 있는 Multi-Nozzle의 개발과 이로 인하여 세정력의 강도를 조절하도록 하였다. 세정 후 발생되는 오염입자를 효과적으로 제거하도록 국부 Exhaust를 Nozzle전단에 달아 재 오염의 방지효과를 극대화 시켰다.

• 항공우주시스템공학회지
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• 제16권5호
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• pp.17-25
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• 2022

액체로켓엔진의 중요한 특성인 연소 안정성, 연소효율 및 넓은 범위의 추력 조절 등에서 장점이 많은 핀틀 분사기를 설계 및 제작하여 초임계 조건에서 연소시험을 수행하였다. 핀틀 분사기는 추력 제어 및 제작성을 고려하여 직사각형의 1열 형상의 오리피스를 갖는 핀틀 분사기로 제작하였다. 핀틀 분사기의 연소성능 및 상용 분사기로써의 가능성을 검증하기 위해 TMR(Total Momentum Ratio)과 BF(Blockage Factor)를 변화하여 연소 특성을 분석하였다. 연소시험 결과 열유속은 TMR 증가에 따라 증가하는 경향이 나타났으며, 특성속도 효율은 TMR보다 BF에 영향을 받는 것으로 확인되었다. 따라서 TMR 변화에 둔감한 효율 특성을 갖는 1열 핀틀 분사기는 낮은 연료 차압 조건에서 높은 효율을 달성할 수 있다면, 가변 핀틀 분사기 설계 유연성이 높아질 수 있다.

• 항공우주기술
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• 제13권2호
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• pp.150-159
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• 2014

본 연구에서는 액체산소/케로신 추진 로켓 엔진 연소장치의 국내 개발에 있어서의 전산유체역학 응용 사례를 간략히 소개하였다. 추진제 공급부에 대한 다차원 유동 해석을 통해 유동 균일성을 확인하고 및 압력 손실을 예측할 수 있으며, 개념 설계 단계에서 추진제 매니폴드 형상 설계안을 비교/선택할 수 있다. 다분야 연소/냉각 성능 통합 해석을 통해 로켓 엔진 연소기의 연료 막냉각 및 열차폐 코팅 조건 등 연소/냉각 성능 관련 설계 문제 해결에 필요한 주요 정보를 도출할 수 있다. 향후 분사면 근처에서의 추진제 혼합 및 연소특성을 파악할 수 있는 해석 모델/기법을 개발할 필요가 있다.

• 한국항공우주학회지
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• 제33권6호
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• pp.71-75
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• 2005

추진제로 LOX/kerosene를 사용하는 소형 액체로켓 엔진의 노즐에서 막냉각의 영향을 살펴보고자 물을 냉각제로 사용하여 로켓엔진의 노즐을 막냉각 시켰다. 막냉각제를 추력실로 흘려보내기 위한 막냉각장치를 제작하였으며, 막냉각제의 공급유량은 전체 추진제 공급 유량의 약 15~19% 하였다. 노즐의 열유속은 냉각제(물)의 온도상승과 유량을 측정하여 구하였다. 측정결과 노즐의 입구에서 막냉각제를 직접 분사시켰을 때, 노즐에서의 열유속은 크게 감소하였다.

• 한국항공우주학회지
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• 제40권9호
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• pp.781-788
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• 2012

공개소스 전산유체 해석 라이브러리인 OpenFOAM을 이용하여 액체 로켓 연소기의 산화제 매니폴드 내 유동 해석을 수행하였다. 정상 상태의 비압축성 난류 유동 해석을 통하여 분사기 차압 모사를 위한 다공성 매질 영역이 포함된 복잡한 3차원 형상에 대한 유동해석에 있어서의 OpenFOAM 적용 가능성을 평가하였다. 향후 로켓 연소장치 내의 주요 물리적 현상을 포함한 보다 다양한 해석 사례에 대한 평가를 수행함으로써 설계 평가 및 해석 도구로서의 OpenFOAM의 유용성 및 적용 범위를 확인/확대해나갈 계획이다.

• 한국추진공학회지
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• 제16권6호
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• pp.73-78
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• 2012

국내 기술로 개발된 액체로켓엔진 연소기의 점화 특성을 연소시험을 통해 분석하였다. 연소시험에 사용된 연소기들은 점화제용 분사기, 막냉각 방식 그리고 산화제 입구 위치가 다른 특징을 지니며 각기 다른 시동 시퀀스를 적용하였다. 분석결과 산화제 매니폴드의 온도 프로파일에 따라 저주파 섭동이 점화구간 내에서 나타남을 보였다. 이 저주파 섭동은 연소기의 기능장애를 유발하지는 않았지만, 엔진 시스템 및 발사체와의 인터페이스측면에서 지속적인 관심 요소로서 관찰이 요구된다.

• 한국추진공학회지
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• 제16권6호
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• pp.16-22
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• 2012

액체로켓 추력실의 성능 예측 및 초음속 노즐부 형상 설계에 활용 중인 in-house 해석 도구를 이용하여 재생냉각 연소기에 대한 성능/냉각 통합해석을 수행하였으며, 막냉각 유량 및 외곽 분사기열의 혼합비 변화에 따른 연소 성능과 냉각 성능 간 trade-off 경향을 고찰하였다. 향후 막냉각 및 주요 설계 인자의 최적화 도구로 활용될 수 있도록 개발 연소기에 대한 시험 결과와의 비교 등을 통하여 수치해석 도구를 검증/개선해나갈 계획이다.