터보펌프식 액체 로켓 엔진에 대해 AMESim을 이용하여 1-D 시스템을 구성하고 시동 과도 특성을 해석하였다. 액체산소와 RP-1을 추진제로 사용하는 개방형 사이클에 대해 해석을 수행하였으며, 초기 시동시 가스발생기의 연료 밸브 개방 및 가스발생기 점화 타이밍과 시동 안정성의 관계에 관한 결과를 얻었다. 이러한 연구를 바탕으로 터보펌프식 액체 로켓 엔진 시스템의 최적 설계를 위해 시동시 특성 및 시동 절차를 고려해야 함을 확인 하였다.
액체 연료 로켓엔진의 인젝터에 대한 연구는 연소 효율과 안정성 향상에 초점을 두어왔다. 그 중 충돌분사형 인젝터는 구조가 매우 간단하면서 많은 유량의 연료를 분사시킬 수 있기 때문에 개발 초기부터 많은 연구가 이루어졌으며 실제 여러 엔진에 응용된 바 있다. 그동안의 충돌분무에 대한 연구는 주로 제트의 충돌시 생기는 액막의 분열 과정을 이해하는 데에 관심이 있어 왔으며, 아직까지는 실험적 기법에 기초하여 근사적인 분열 모델을 제시하는 데에 그치고 있다.
본 연구에서는 근해에서 선박유로 많이 사용되는 MDO(Marine Diesel Oil)를 물과 함께 혼합하고 여기에 유화제를 첨가하여 물이 10 ~ 20% 첨가된 에멀젼 연료를 만들었다. 그리고, 이 에멀젼 연료의 분산 안정성을 측정하였다. 에멀젼 연료의 분산 안정성은 30℃, 45℃, 60℃에서 10일간 평가하였다. 에멀젼 연료의 안정성은 MDO-10 > MDO-13 > MDO-16 > MDO-20 순서로 물 함량이 적은 순으로 안정한 것으로 나타났다. 한편 제조된 에멀젼 연료가 실제로 엔진에서 사용 가능한지를 엔진 다이나모메터를 사용하여 실험하였다. 유화시킨 MDO 유화물은 선박용 연료로 사용이 가능하였다. 대기오염에 대하여 물이 16% 이상 첨가된 시료들은 50% 이상의 부하 영역에서 매연은 50% 이상 감소하였으며, 질소산화물은 20% 정도의 저감 효과가 있었다.
최근의 비즈니스 환경은 조직 내의 업무 프로세스 자동화뿐만 아니라, 조직간의 상호 운용을 통한 복잡하고 거대한 서비스들의 처리를 요구하고 있다. 업무 처리 복잡도와 요청 밀집도가 높은 워크플로우 서비스를 처리하기 위한 시스템이 e-chautuauqua 워크플로우 엔진이다. e-chautuaqua 워크플로우 엔진은 대량의 워크플로우 인스턴스 처리에 목적을 둔 초대형 워크플로우 기반의 엔진이기 때문에, 워크플로우 프로세스에 대한 예외 발생을 최소화하는데 목적을 둔 트랜잭션 워크플로우 기반의 엔진에 비해서 신뢰성 보장이 미흡하다는 문제점을 가진다. 따라서, 본 논문에서는 신뢰성 강화와 비즈니스 트랜잭션의 안정적인 처리를 위한 e-chautauqua 워크플로우 엔진의 예외 처리 메커니즘에 대해 기술하고자 한다.
본 논문에서는 디지털 콘텐츠 거래 모니터링 시스템의 로그 저장 장치의 안정성을 개선하는 방법을 제안한다. 디지털 콘텐츠 거래 모니터링 시스템은 디지털 콘텐츠의 거래 내용을 정확하게 파악하기 위해서 콘텐츠 거래 로그를 영속적으로 관리할 수 있어야 한다. 그러나 최근에 본 연구팀에 의해서 개발된 프로토타입 시스템에서는 대량의 트랜잭션이 실행될 경우에 저장 로그 데이터의 안정성이 훼손되는 경우가 발생할 수 있음이 보고되었다. 따라서 본 연구에서는 디지털 콘텐츠 거래 모니터링 시스템에 동시에 다수의 트랜잭션이 발생하여 검색엔진에 문제가 생기더라도 저장하고 있는 데이터의 안정성을 보장하면서 다수의 이용자들로부터 수집한 로그를 처리할 수 있도록 로그 저장시스템의 안정성 증진 방안을 제안한다.
액체로켓엔진 연소기의 연소안정성을 평가하기 위한 방법으로 연소 시 외부 교란을 공급하여 안정성 특성을 확인하는 방법이 사용된다. 본 논문에서는 연소기의 연소안정성 평가시험을 위한 펄스건 기폭시험에 대한 연구를 수행하였다. 비연소조건에서 펄스건 기폭시험을 수행하여 압력파의 강도를 확인함으로써 펄스건의 장약량을 결정하였다. 동일한 연소기 헤드에서 펄스건이 적용되지 않은 14번의 연소시험 동안 연소불안정이 나타나지 않았지만, 펄스건이 적용된 두 번의 탈설계점 조건에서는 연소불안정 현상이 발생하였다. 이로부터 펄스건을 이용한 기폭시험이 연소안정성 평가의 방법이 될 수 있음을 확인하였으며, 연소안정성 판정을 위한 연소시험 횟수를 줄일 수 있는 방법임을 제시하였다.
연료의 사용으로 인한 이산화탄소의 발생량을 줄일 수 있는 방법으로 바이오가스 또는 매립가스와 같은 신재생 가스 연료를 사용하는 방법이 도움이 될 수 있다. 그러나 다량의 불활성가스가 포함되어 있기 때문에 저발열량 및 연료 조성의 불균일함은 신재생 가스 연료를 발전용 엔진에 적용하는 경우, 엔진 성능에 큰 영향을 미칠 수 있기 때문에 이에 대한 연구가 필요하다. 본 연구에서는 신재생가스연료에 불활성가스가 엔진 연소가 불안정한 정도로 많이 포함된 경우에 수소 연료를 첨가함으로써 연소 안정성을 개선할 수 있음을 확인하고, 엔진의 열효율 및 배기 특성과 같은 성능 변화에 대하여 살펴보았다. 또한 같은 조건에서 엔진 효율 및 배기 성능을 향상시키기 위한 방안으로 길이가 긴 전극을 갖는 스파크 플러그를 적용하여 효과가 있음을 확인하였다.
능동 머플러는 스피커를 이용하여 배기 소음과 크기는 같으나 위상이 반대인 상쇄 소음을 발생시켜 소음을 제거하기 때문에 엔진 속도의 변화나 음향특성의 변화에 빠르게 적응할 수 있다. 본 논문에서는 안정도를 강화한 다중채널 적응 IIR 필터를 제안하고 이를 이용한 능동형 머플러를 구현하였다. 일반적으로 적응 IIR 필터는 차수에 비해 성능이 좋으나 안정성에 문제가 있기 때문에 능동소음제어 시스템의 작동 초기에 안정도를 개선하는 전처리 과정을 수행하였다. 자동차 머플러를 수학적으로 모델링하고 가솔린과 디젤 자동차의 엔진소음을 측정, 분석하였다. 컴퓨터 시뮬레이션을 수행하여 안정도를 강화한 다중채널 IIR 필터를 이용한 능동소음제어의 유용성을 확인하였고 자동차 배기관을 모형화한 머플러를 제작하여 실험을 수행하였다.
기유의 soot 분산 성능 실험과 엔진유의 산화 및 분산성 실험을 하여 다음과 같은 결론을 얻었다. 1. 윤활기유는 soot의 분산 성능에 매우 큰 영향을 미치며 고급 기유일수록 soot의 함량이 클수록 우수한 성능을 보인다. 2. VHVI 기유는 산화 시험 시간이 경과할수록 광유계 기유보다 우수한 산화안정성을 나타낸다. 3. 산화방지제는 산화방지뿐 아니라 분산성에도 영향을 미친다. 4. 광유계 기유를 사용한 경우 ZnDDP는 산화 방지 및 분산성을 향상 시키지 못하나 VHVI 기유에 ZnDDP를 투여한 경우에는 산화방지효과와 분산성능을 향상시킨다.
본 논문에서는 메탄엔진 연소시험을 위한 연소시험설비 구축과 예비 시험들을 다루었다. 먼저 액체산소/기체메탄을 추진제로 사용하는 1 kN급 연소기 연소시험설비를 설계 및 구축하였다. 연소시험 전 각 추진제 라인의 수류시험 및 토치 점화기/애프터버너의 점화시험을 통해 연소시험설비의 추진제 공급 안정성, 제어 및 계측시스템 작동, 성공적인 점화를 검증하였다. 마지막으로 예비 연소시험을 수행하여 연소기 시제품의 연소 효율, 열유속, 연소 안정성을 측정하였다. 구축된 연소시험설비는 메탄엔진 연소기 기초연구 및 개발에 유용하게 활용될 예정이다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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