• Proceedings of the Korean Society of Propulsion Engineers Conference
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• 2008.05a
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• pp.295-298
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• 2008

In this paper, prototype dynamic modeling scheme to control ramjet propulsion systems were proposed. From the physical understandings of engine system, a typical 2nd-order system model was applied to simulate the dynamic characteristics of fuel supply system. The shock location varience in diffuser to chamber pressure fluctuation is calculated so that the out of phase between two signals was observed.

• Aerospace Engineering and Technology
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• v.11 no.1
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• pp.84-90
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• 2012

Fuel shutoff valve of a combustion chamber controls propellant mass flowrate of a rocket engine, by using pilot pressure and spring force. The developing fuel shutoff valve can be self sustained even though pilot pressure is removed in an actuator. Therefore, it is necessary to analyze the characteristics of the forces with respect to the opening and closing of the valve in order to evaluate its performance. In light of this, the valve has been designed to adjust the control pressure for the opening of the poppet and to determine the working fluid pressure at which the valve starts to close. This paper also has been predicted flow coefficient of the valve by Fluent(ver. 12.0) CFD analysis. Various results from the prediction and the analysis have been compared with experiments.

• Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
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• v.39 no.9
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• pp.911-917
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• 2015

The objective of this work focuses on the analysis of injection rate and macroscopic spray behavior characteristics with injection pressures as well as combustion and exhaust emission characteristics with injection timing and injection pressure by using a common rail single-cylinder diesel engine. The injection rate was measured by applying the Bosch method, and macroscopic spray behavior characteristics were analyzed with a constant-volume vessel and a high-speed camera. In addition, combustion and emission characteristics were analyzed in a common-rail single-cylinder diesel engine with precise control of fuel injection timing and pressure. For injection pressures of 30MPa and 50MPa, the injection rate was higher at 50 MPa, and the spray development (penetration) was also higher in the same elapsed time. The peak in-cylinder pressure and rate of heat release showed a tendency to decline as injection timing was delayed, and the peak in-cylinder pressure and rate of heat release were slightly higher for higher injection pressures. Higher injection pressures also reduced the mean effective pressure, while the indicated mean effective pressure and torque increased as injection timing was delayed to TDC. Nitrogen oxides had a peak level at injection timings of $BTDC20^{\circ}$(30MPa) and $BTDC15^{\circ}$(50MPa); carbon monoxide emissions were reduced by delaying injection timing from $BTDC30^{\circ}$.

• Proceedings of the Korean Society of Propulsion Engineers Conference
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• 2009.05a
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• pp.111-115
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• 2009

The method of test for observing the combustion instability and controling the instability actively by using secondary injection of fuel through flame stabilizer was studied by constructing model combustor of supersonic engine. The frequency of combustion instability was detected by measuring the pressure of combustor using pressure sensor and by optical sensing of flame intensity. Electro-magnetic valve was adopted as actuator for active control and the characteristics of modulated fuel was studied by measured pressure of valve outlet and scattering signal of spray at secondary fuel injection.

• Journal of the Korean Society of Propulsion Engineers
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• v.19 no.2
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• pp.9-16
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• 2015

The control law for simultaneous pressure and thrust control of solid DACS(Divert Attitude Control System) is suggested. To regulate the two variables effectively, the control structure of sequential loop closer is applied to the system considering the physical characteristics of each variable and the weighted pseudo-inverse method is suggested to allocate effective command for indeterminate system. Also, the pressure guidance law for safe and high acceleration is applied to the homing stage to verify the effectiveness of the command distribution.

• Proceedings of the Korean Society of Propulsion Engineers Conference
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• 2010.11a
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• pp.565-568
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• 2010

A pressure control law to regulate mass flow rate of gas generator is suggested. The governing equation is modeled by considering the burning rate of solid propellant and the conservation equation of gas generator. And then, a classical control law is applied after verifying the accuracy of dynamic model through comparing with ground test and internal ballistic results. The results show degradation of performance as shown in typical time varying system. To overcome this problem, an adaptive scheme is suggested and the performance is verified through numerical simulation.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2012.08a
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• pp.205-205
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• 2012

Korea Superconducting Tokamak Advanced Research (KSTAR) 장치는 국내 유일의 초전도 자석을 이용한 핵융합 연구 장치로서 초고온의 플라즈마를 생성하여 차세대 에너지원인 핵융합 에너지를 획득하는 것을 목표로 두고 있다. 플라즈마를 생성부터 유지하기 위해서는 수소 동위원소를 토카막 내부로 공급해 주어야 하는데 이러한 수소동위원소를 "연료"라 부르며, 이 연료를 토카막 내부로 공급해 주는 시스템을 연료주입 시스템(Fueling System)이라고 한다. KSTAR에서는 토카막 내부로 고속의 연료 주입이 필요하고 정밀한 양의 연료를 공급하는 밸브를 사용하여야 하며, 이러한 밸브를 제어 할 수 있는 제어기를 필요로 한다. 위의 사항에 적합한 피에조 밸브(Piezoelectric Valve)는 2 msec 이내의 개폐시간과 500 Torr ${\ell}$/s 이상의 유량을 흘려줄 수 있는 피에조 밸브로 압전소자에 가해지는 전압(0~250 V)에 따라 변위의 양에 비례하여 연료가 진공용기 내로 유입된다. 압전소자의 변위는 최대 140 ${\mu}m$로 최적화되어 있어야 하며, 정전용량(Capacitance)는 30~40 nF이어야 한다. 또한 소자에 힘(Force)를 가해 최대 7 N으로 136 ${\mu}m$의 변위를 가진 소자를 사용해야 한다. 피에조 밸브의 특성으로는 아날로그 신호로 작동이 되어야 하며, 유량신호를 피드백하여 밸브의 구동 전압을 정밀하게 제어 되어야 한다. 피드백 제어를 위해 압력센서는 XCS-190 Series를 사용하여 낮은 유량에서도 민감하게 반응하도록 제작하였으며, 고전압이 유기 되었을 때 제어기를 보호하기 위한 정션박스를 설치하였다. 밸브 제어기는 피에조 밸브의 개방 속도를 높이기 위해 밸브 구동 전압을 순간적으로 높이는 POP 전압을 생성하는 기능과 유량 신호를 피드백해서 밸브 구동 전압을 정밀 제어 하는 기능을 가지고 있다. 제어장치는 아날로그 및 디지털 제어회로의 전원용 +15 V DC와 밸브 구동용 +250 V DC 출력용의 전원 공급 장치(Power supply unit), 펄스 및 트리거 신호를 생성하는 Master Programmer unit), Pop 전압과 피드백의 중요한 기능을 수행하는 Valve controller unit로 제작 되었다. 피에조 밸브와 제어기는 상호 작용하여 동작을 원활히 할 수 있도록 특성 실험을 진행하여야 하며, 진공상태에서 Lack의 유무를 확인하여야 한다. 현재 개발 제작된 밸브의 진공누설시험 및 특성실험을 진행하고 있으며, KSTAR 5차 캠페인에 적용할 계획이다.

• Journal of the KSME
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• v.28 no.5
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• pp.469-475
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• 1988

연료소비율의 향상은 점차 감소되어 가는 경향에 있다. 그 원인은 3원촉매변환기 채용에 의한 이론공기연료비의 사용, 기관의 연소개선이 발전하여 고압축비화에 의한 연료소비율 향상이 더 이상 어렵게 되었다는 점을 들 수 있다. 한편, 고압축비화의 역효과로는 연소실내 최고압력이 증가하여 각부의 강도나 기관 소음의 문제가 대두된다. 이들 역효과를 타파하여 충분한 연료 소비 향상을 얻을 수 있는 수단이 단기적인 과제가 될 것이다. 전자제어, 희박연소, 마찰저감 등 통상의 엔진의 개량에 대한 노력이 계속될 것이다.

• Journal of Power System Engineering
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• v.11 no.4
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• pp.18-25
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• 2007

제 2세대 직접분사식 가솔린 기관에서 6공 연료분사기의 연료분무특성을 관찰하였다. 실험에 사용한 직접분사식 가솔린 기관은 2개의 흡입밸브와 2개의 배기밸브를 갖는 텀블형 Spray Guided 연소실과 Quartz로 제작된 실린더 라이너와 실린더 헤드 창으로 구성되어 있다. 선회유동을 유도하기 위하여 흡입매니폴드에 선회유동 제어밸브를 부착하였다. 2차원 Mie 스캐터링 기법을 이용하여 연료분사시기, 연료분사압력과 실린더 내 유동 및 냉각수 온도가 연료분무에 미치는 영향을 관찰하였다. 실험결과로는 흡기과정동안 흡기 선회유동은 분사된 연료의 공간적 분포에 크게 작용하였고, 압축과정동안에는 텀블 및 선회유동의 영향이 흡기과정에 비해 크지 않음을 확인하였다. 또한 성층연소를 위해서 압축과정에서 연료를 분사하는 경우 고압의 연료분사압은 분무도달거리의 성장을 촉진시키나 상승하는 피스톤과 이로 인한 실린더 압력의 상승으로 분무도달거리의 성장이 억제됨을 확인할 수 있었다.

• Journal of the Korean Society for Aeronautical & Space Sciences
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• v.39 no.1
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• pp.84-89
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• 2011

A Xenon Feed System (XFS) has been developed for hall-effect thruster to small satellite space-propulsion system applications. The XFS delivers low pressure gas to the Anode and Cathode of thruster head unit from a xenon storage tank. Accurate throttling of the propellant mass flow rate is independently required for each channel of the thruster head unit. The mass flow rate to each channel is controlled using the accumulator tank pressure regulation through a micron orifice and isolation valve. This paper discusses the Xenon Feed System design including the component selections, performance estimation and functional test.