• Proceedings of the Korean Society of Propulsion Engineers Conference
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• 2000.11a
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• pp.8-8
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• 2000

하이드라진 단기액체엔진을 장착하고 궤도에서 임무를 수행하고 있는 다목적실용 위성 추진시스템 궤도비행 초기운용 자료에 근거하여 추진제 소모율을 산정 한다. 추진시스템은 위성의 궤도각과 비행고도 조정을 위한 속도증분($\Delta$V) 및 자세제어를 위한 추력을 발생시킨다. 단기액체 추진시스템에서 추진제 소모량은 추력기 밸브의 개폐시간에 비례하고 추력 생성 효율은 추진제의 연소기 유입압력에 종속한다. 일정질량의 가압 기체 압력에 의해 연료를 공급하는 추진시스템에서 잔류 추진제 량의 감소는 연소기 유입압력의 감소를 유발하고 추진기관의 효율을 저하시키는 요인으로 작용하여 임무말기로 진행함에 따라 동일한 운동량 생성에 보다 많은 연료소모가 이루어진다.(중략)

• Proceedings of the Korean Society of Propulsion Engineers Conference
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• 2000.04a
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• pp.28-28
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• 2000

가스터빈 연소기의 역방향 이중 스월러의 두 번째 벤츄리 끝단 각도의 변이가 연소실내의 유동 특성에 미치는 영향에 대해 알아보았다. 벤츄리 끝단 각도가 수렴형, 직선형, 발산형의 세 형상에 대해 연료 분무가 없는 경우, 연료 분무는 있으나 연소는 없는 경우, 연소가 일어나는 경우에 대해 수치적 방법으로 연소실 내의 유동 특성에 대해 고찰하였다. 연료의 분무는 분무된 액적들이 갖는 운동량이 유입되는 공기의 운동량에 비해 적으므로 분무에 의한 유동 특성의 변화는 무시할 수 있는 반면 연소가 일어날 때는 유동 특성이 판이하게 달라짐을 확인할 수 있었다. 가스터빈 연소실 내의 유동 특성은 벤츄리 끝단 각의 변이에 따라 민감하게 변하고 있다.

• Bulletin of the Korean Space Science Society
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• 2010.04a
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• pp.28.1-28.1
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• 2010

이 연구에서는 기존 선형 상대운동방정식에 차등중력, 주위성의 이심율, J2 섭동 등의 비선형항을 추가하여 보다 정확한 상대운동방정식을 만든 후 섭동이론을 적용하여 위성편대 연료최적화 재배치 문제에 대한 근사 해석해를 구하고자 한다. 먼저, 비선형 섭동항을 테일러 급수를 이용하여 2차항까지 전개한 후, 이를 기존 선형상대운동방정식에 추가하여 새로운 비선형 상대운동방정식을 만든다. 이 때 사용된 선형상대운동방정식은 힐스 방정식으로 주위성의 궤도가 일반적인 타원이고 위성 간 상대거리가 충분히 가깝다고 가정한다. 최적화 조건으로부터 상태벡터와 라그랑지 곱수로 이루어진 연립 미분방정식이 만들어 지는데, 이 식은 힐스 방정식에 기인한 선형부분과 2차 비선형항에 기인한 섭동부분으로 나뉜다. 이 때, 이 연립미분방정식의 해는 선형부분의 해와 섭동으로 인한 변화량의 합으로 근사할 수 있으며 그 변화량은 섭동이론을 적용하여 얻을 수 있다. 이와 같이 얻어진 해는 여러 섭동의 비선형항을 2차까지 포함한 상대운동방정식을 사용했기 때문에, 기존 선형상대운동방정식을 사용하여 구한 최적해 보다 더 정확한 결과를 얻을 것이라 예상한다.

• Proceedings of the Korean Society of Propulsion Engineers Conference
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• 1999.10a
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• pp.2-2
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• 1999

본 연구에서는 액체 로켓용 추진제 분사기로 많이 활용되는 충돌형 분사기중에서 2중 충돌(F-O-O-F)형 분사기에 대한 미립화 특성을 파악하였다. 액적의 크기를 측정하기 위하여 위상/도플러 입자분석기를 사용하였으며, 모의 추진제로 물을 사용하였다. 모의 추진제의 운동량비와 압력 강하량 변화에 따른 2중 충돌(F-O-O-F)형 분사기의 미립화 특성과 크기분포에 대하여 고찰하였다. 분사기 면으로부터 100mm 떨어진 단면에서 산화제/연료의 운동량비가 MR=1.19에서 MR=6.48까지 증가함에 따라 액적크기(SMD)는 감소하였으며, 액적크기(SMD)가 운동량비(MR)에 대하여 SMD= 193.480+15.687MR-5.036M$R^2$+0.415MR$^3$와 같은 관계식에 근사되었다 또한, 연료와 산화제의 압력강하량이 증가할수록 액적크기(SMD)가 감소하였다. 충돌 분무유동장의 액적크기 분포는 Rosin-Rammler 분포함수와 Upper-limit분포함수 모두에 대하여 잘 일치하고 있다. 본 연구의 결과는 액체 로켓용 충돌형 분사기의 초기 설계단계에서 유용하게 사용될 수 있을 것이다.

• Journal of the korean Society of Automotive Engineers
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• v.15 no.3
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• pp.1-9
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• 1993

디젤 엔진의 연소 과정에서 흡입공기와 분사된 연료의 최적 혼합기 형성이 배기성분, 연료효율 등 엔진의 성능을 향상시키는데 있어 매우 중요한 과제중의 하나이다. 이를 위하여 연료분무 현상에 대한 연구와 더불어 연소실내 공기유동 현상에 대한 연구가 주요 관심대상이 되어왔다. LDV를 이용한 3-D 유속측정 및 각종 CFD Code를 이용한 유동해석등의 방법으로 엔진 실린더 내부의 유동현상을 이해하는데 많은 도움이 되고 있으나 아직도 엔진연소실설계 등 엔진 개발에 있어서는 종래의 방법에 의한 실린더내 와류 강도의 비교평가에 크게 의존하고 있으므로 여기서는 디젤 엔진의 와류를 측정 평가하는 방법으로 Paddle Wheel회전을 이용한 Paddle Wheel식 Swirl Meter방식과 실린더내 흡입공기의 각 운동량을 측정하는 Impulse식 Swirl Meter 방식에 대해 고찰하고자 한다.

• Aerospace Engineering and Technology
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• v.1 no.2
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• pp.51-56
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• 2002

Satellite propulsion system is employed for orbit transfer, orbit correction, and attitude control. The monopropellant feeding system in the low-earth-orbit satellite blowdowns fuel to the thrust chamber. The thrust produced by the thruster depends on fuel amount flowed into the combustion chamber. If the thruster valve be given on-off signal from on-board commander in the satellite, valve will be opened or closed. When the thrusters fire fuel flows through opened thruster valve, instantaneous stoppage of flow in according to valve actuation produces transient pressure due to pressure wave. This paper describes transient pressure predictions of the KOMPSAT-2 propulsion system resulting from latching valve and thrust control valve operations. The time-dependent set of the fluid mass and momentum equations are calculated by MOC.

• Journal of Astronomy and Space Sciences
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• v.25 no.2
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• pp.167-180
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• 2008

The resolution of Earth images taken from a satellite has close relation with satellite's altitude. If a satellite has lower altitude, it gets a picture having better resolution. However the satellite will be exposed to heavier air drag and will spend more fuel to maintain its altitude for a desired mission. Therefore, in this study, the required fuel to maintain very low earth orbit(LEO) with severe air drag is analyzed using optimization method such as collocation method. The required fuel to maintain the low altitude has significantly increased as the mission altitude is lowered and the solar activity is maximized. This study also shows that the fuel reduced by increasing the period of the satellite maneuver is very small, and that slightly increasing the satellite's mission altitude is much effective in reducing the amount of fuel to maintain its altitude. The calculated fuel to maintain very low earth orbit in this study would give useful information in planning the budget of fuel and cost for LEO satellites.

• Journal of ILASS-Korea
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• v.27 no.4
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• pp.181-187
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• 2022

For carbon neutrality, direct-injection hydrogen engines are attracting attention as a future power source. It is essential to estimate the transient injection rate of hydrogen for the optimization of hydrogen injection in direct injection engines. However, conventional injection rate measurement techniques for liquid fuels based on the injection-induced fuel pressure change in a test section are difficult to be applied to gaseous fuels due to the compressibility of the gas and the sealing issue of the components. In this study, a momentum flux measurement technique is introduced to obtain the transient injection rate of gaseous fuels using a force sensor. The injection rate calculation models associated with the momentum flux measurement technique are presented first. Then, the volumetric injection rates are estimated based on the momentum flux data and the calculation models and compared with those measured by a volumetric flow rate meter. The results showed that the momentum flux measurement can detect the injection start and end timings and the transient and steady regimes of the fuel injection. However, the estimated volumetric injection rates showed a large difference from the measured injection rates. An alternative method is suggested that corrects the estimated injection rate results based on the measured mean volumetric flow rates.

• Journal of the Korea Academia-Industrial cooperation Society
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• v.21 no.8
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• pp.401-406
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• 2020

NOx (nitrogen oxide) in the exhaust gas engines causes severe air pollution. NOx is produced under high-temperature combustion conditions. EGR (exhaust gas recirculation) is normally used to reduce the combustion temperature and NOx production. As the EGR ratio increases, the NOx level becomes low. On the other hand, an excessively high EGR ratio makes the combustion unstable resulting in other air pollution problems, such as unburned hydrocarbon and higher CO levels. In this study, the improvement of fuel droplets moving by the radiation of sonic waves was studied for the stable combustion using analytic and experimental methods. For the analytical study, the effects of the radiation of a sonic wave on the fuel droplet velocity were studied using Fluent software. The results showed that the small droplet velocity increased more under high-frequency sonic wave conditions, and the large droplet velocity increased more under low-frequency sonic wave conditions. For the experimental study, the combustion chamber was made to measure the combustion pressure under the sonic wave effect. The measured pressure was used to calculate the heat release rate in the combustion chamber. With the heat release rate data, the heat release rate increased during the initial combustion process under low-frequency sonic wave conditions.

• Korean Chemical Engineering Research
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• v.54 no.6
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• pp.847-853
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• 2016

Here has been examined a 3-dimensional computational fluid dynamics (CFD) modeling in order to investigate the performance analysis of proton exchange membrane (PEM) fuel cells with serpentine flow fields. The present CFD model considers the isothermal transport phenomena in a fuel cell involving mass, momentum transport, electrode kinetics, and potential fields. Co-current flow patterns for a PEMFC are considered for various geometries in the single straight cell. Current density distribution from the calculated distribution of oxygen and hydrogen mass fractions has been determined, where the activation overpotential has been also calculated within anode and cathode. CFD results showed that profiles differ from those simulations subjected to each the calculated activation overpotential. It is interesting that the present serpentine flow field shows the specific distribution of current density with respect to the aspect ratio of depth to width and the ratio of reaction area for various serpentine geometries. Simulation results were considered reasonable with the other CFD results reported in literature and global comparisons of the PEMFC model.