• 한국항공우주학회지
• /
• 제30권3호
• /
• pp.64-76
• /
• 2002

기존의 이론적 연구와 실험적 연구를 바탕으로 충돌 제트의 수치 모델을 개발하였다. 본 모델은 like-doublet 충돌제트로부터 생성되는 액적의 모든 특성을 액막이 분열되는 시점에서 결정한다. 액적 특성을 결정하기 위해 이론적 연구로부터 얻어진 액막 두께, 액주의 직경, 액적 크기와 실험적 연구로부터 얻어진 액막/액적 속도, 액막 분열 거리, 분열 주파수, 액적 질량 유량 분포를 이용하였다. 액적의 질량 유량 분포는 Laplace 분포로부터 표준 편차를 이용하여 모사하였다. 또한 실험 결과를 이용하여 액막 분열 거리, 분열 주기, 표준 편차에 대한 경험식을 유도하였다. 개발된 모델은 정성적인 분무 패턴뿐만 아니라 정량적인 SMD 및 질량 유량 분포에서 실험 결과와 잘 일치한다.

• 한국추진공학회:학술대회논문집
• /
• 한국추진공학회 1998년도 제10회 학술강연회논문집
• /
• pp.16-16
• /
• 1998

로켓의 추진제에는 고체 추진제와 액체 추진제를 사용하는 두 경우로 나눌 수 있는데, 액체 추진제를 사용하는 경우, 액체 연료와 액체 산화제를 다양한 방법으로 연소실내로 분사하게 된다. 이때 사용되는 injector들 중에 impingement type이 있다. 이 type은 injector의 가공이 비교적 용이하고, 혼합성능이 좋기 때문에 LOX/RP-1(Kerosin-based hydrocarbon fuel)을 사용하는 액체 로켓엔진에서 주로 사용되어 왔다. 두 액체 jet의 충돌에 의해 액막이 형성되는데, 이 액막은 가장자리로 갈수록 두께가 얇아지며 액막표면의 파는 충돌점으로부터 멀어질수록 그 진폭의 증가를 이루어 액체의 표면장력과 관성력의 균형을 깨트리며, 이 순간 액막은 rim의 형태로 분열하여 결국에는 액적을 생성하게 된다. 현재까지의 연구내용은 충돌 jet의 형태 laminar jet과 turbulent jet으로 구분된 인젝트에 관해 연구되어왔고, 특히 국내에는 이러한 구분된 충돌 jet의 분열현상에 관한 연구결과가 미흡하다. 동일한 오르피스의 경우에도 laminar jet과 turbulent jet으로 구분되어 지며, 각각의 jet의 형태에 따라 생성되는 액막의 형상 또는 다르게 생성되어 진다. 그러므로 본 연구에서는 두 구분된 jet의 경우의 분열현상을 실험적으로 분석하였다.

• 한국추진공학회:학술대회논문집
• /
• 한국추진공학회 2007년도 제29회 추계학술대회논문집
• /
• pp.131-134
• /
• 2007

본 연구에서는 상압환경에 적용되었던 액막 분열 모델을 고압환경에 적용하였다. 실험에서 주위압이 고압으로 진행할수록 액막의 분열길이는 짧아지는데 개발된 액막 분열 모델은 이러한 경향을 잘 예측하는 것으로 나타났으며 분무 형상도 정성적으로 실험결과와 일치하는 것으로 나타났다.

• 한국분무공학회지
• /
• 제9권4호
• /
• pp.1-8
• /
• 2004

Breakup characteristics of liquid sheets formed by the impingement of two water jets, such as a breakup length and a breakup wavelength of sheet, were investigated as increasing the injection velocity up to 30m/s and the ambient gas pressure up to 4.0MPa. While round edged orifices formed a laminar sheet which has no waves on the sheet when the injection velocity is low, sharp edged orifices formed a turbulent sheet which has impact waves irrespective of the injection velocity. Thus we compared the differences of breakup characteristics between them. The results showed that the aerodynamic force significantly affects the breakup of laminar sheet when the gas based Weber number is higher than unity, It was also found that the turbulent sheets have three breakup regimes, i.e. expansion regime, wave breakup regime and catastrophic breakup regime according to the gas based Weber number.

• 대한기계학회논문집
• /
• 제10권4호
• /
• pp.504-510
• /
• 1986

본 연구에서는 회전체 표면상에 형성되는 액막의 두께를 측정하는 회전체 표 면상에 형성되는 액막의 두께를 측정하는 기술을 개발하고, 회전수와 유량변화에 따른 회전원판상의 액막거동 및 액막두께의 변동과 분열구조와의 관계를 규명함을 그 목적 으로 한다.

• 한국추진공학회:학술대회논문집
• /
• 한국추진공학회 2005년도 제25회 추계학술대회논문집
• /
• pp.224-228
• /
• 2005

동적 감쇠자로서 백홀에 대한 동적 제어 테스트를 수행하였다. 공급라인에서 압력 섭동에 의해 발생되는 가진과 스월 인젝터의 내부 파동 분석을 위해 수력학적 진동발생기와 1차원 가시화 모델 인젝터가 제작되었다. 음향학적 대신에 동적 감쇠자로서 백홀의 영향에 초점을 두었기 때문에 액막의 분열길이와 액막 두께를 측정하여 정상 상태와 가진 상태의 결과를 비교하였다.

• 한국추진공학회:학술대회논문집
• /
• 한국추진공학회 2006년도 제27회 추계학술대회논문집
• /
• pp.186-190
• /
• 2006

본 연구에서는 액체로켓엔진의 연소기에 장착되는 동축 스월형 분사기의 분무 특성에 대해 연구하고자 하였으며 특히 외측 오리피스의 초기 분열 조건에 대한 액막의 두께 및 분무각을 정확히 예측하고자 수력학적인 이론으로부터 유효단면적 개념을 도입하고 분사기의 특성을 결정짓는 변수들을 재정의 하였다. 이러한 유도로부터 계산된 SMD 등은 실험치와 비교적 잘 일치하는 것을 볼 수 있었으며 분무각 및 분무두께 등은 정성적으로 잘 일치하는 것을 볼 수 있었다.

• 한국항공우주학회지
• /
• 제34권7호
• /
• pp.97-104
• /
• 2006

분사조건과 주위기체 압력에 따라 스월 인젝터의 분무각과 분열길이를 측정함으로써, 스월 인젝터의 분무 및 분열특성에 대한 연구를 수행하였다. 분사조건으로 축방향 We 수(Wel)를 1554까지 주위기체 압력을 4.0MPa까지 증가시켰다. Wel과 주위기체 밀도(ρ)가 증가함에 따라 공기역학적 힘이 증가하여 원추형 액막 표면의 교란이 증가하게 되고, 따라서 분열이 빨리 일어난다. 결과에 따르면 주위기체 밀도에 따른 분무각의 변화가 분열이 일어나기 전과 후가 다르게 나타났다. 분열이전에는 분무각이 주위기체 밀도 변화에 관계없이 거의 일정하였으나, 분열이 일어나게 되면 분무각이 감소하게 된다. 또한 측정된 분열길이를 선형불안정이론과 비교해 보았는데, 액막두께의 감쇠를 고려한 수정된 이론이 측정결과와 상당히 유사한 결과를 얻을 수 있었다.

• 한국추진공학회:학술대회논문집
• /
• 한국추진공학회 2006년도 제26회 춘계학술대회논문집
• /
• pp.156-160
• /
• 2006

본 연구에서는 액체 추진제 로켓엔진의 연소기에 주로 사용되는 액체-액체 동축 스월형 분사기의 분무특성에 대해 고찰하였다. 액막의 분열에는 선형 안정성 이론[1]을 도입하였고 분열 후 충돌에는 충돌이후 분열이 고려된 Post[2]의 모델을 사용하였으며, solver로는 KIVA[3]를 사용하였다. 이러한 모델을 통해 디젤 엔진에 적합한 고속 분사와 로켓엔진에 적합한 저속 분사를 각각 검증하였고 실험결과와 잘 일치하는 것을 볼 수 있었다.

• 한국분무공학회지
• /
• 제7권4호
• /
• pp.32-41
• /
• 2002

The breakup characteristics of liquid sheets formed by like-doublet injector were investigated in the cold-flow and atmospheric ambient pressure condition. The sheet breakup wavelength, which induces the sheet to be broken into ligaments, as well as the sheet breakup length, which is important for the flame location, was measured using a stroboscopic light. The liquid ligaments are formed intermittently after the breakup of sheet, and the wavelength of ligaments has been believed to have a relation to the combustion instability of liquid rocket engine. Therefore, the wavelength of ligaments and the breakup length of ligaments into fine drops were also measured. Since these spray characteristics are affected by the flow characteristics of two liquid jets before they impinge on each other, we focused on the effects of orifice internal flow such as the cavitation phenomenon that occurs inside the sharp-edged orifice. From the experimental results, we found that the liquid jet turbulence delays the sheet breakup and makes shorter wavelengths for both sheets and ligaments. Since the turbulent strength of sharp-edged orifice is stronger than that of round-edged orifice, the shape of orifice entrance results in large differences in the spray characteristics. Using these results, we proposed empirical models on the spray characteristics of the like-doublet injector, and these models are believed to provide some useful and actual data for designing liquid rocket combustors.