• Journal of the Korean Society of Propulsion Engineers
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• v.21 no.6
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• pp.103-109
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• 2017

An increase in acoustic energy in a combustion chamber coupled with heat fluctuations from flame results in the occurrence of combustion instability. The assessment of combustion stability requires the prediction of acoustic energy variation by understanding the acoustical characteristics of flow boundaries in a combustion chamber. The present paper discusses about the characteristics of acoustic impedances at boundaries in terms of Strouhal number and summarizes theoretical analyses on the acoustic characteristics of injector-head-like configurations. Also, the details of the two-microphone measurement technique have been presented.

• Proceedings of the Korean Society of Propulsion Engineers Conference
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• 2011.11a
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• pp.869-872
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• 2011

Ignition tests of an oxidizer rich preburner for a staged combustion cycle liquid rocket engine were performed to evaluate combustion performance. Design operation conditions of the tested oxidizer rich preburner are about 60 of OF ratio and 20 MPa of combustion pressure. The entire kerosene and some LOx injected into the mixing head is burned in combustion chamber and the remaining LOx injected through center holes of combustion chamber is vaporized. Full flow ignition method with hypergolic fuel was used. Each propellant was supplied in two stages for soft ignition. Test results, low frequency oscillation was occurred in low flow rate conditions under 45% of design flow rate. Stable ignition in the course of design combustion pressure was able to induce by minimization of low flow rate ignition region to escape low frequency oscillation.

• Proceedings of the Korean Society of Propulsion Engineers Conference
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• 2017.05a
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• pp.1021-1025
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• 2017

Numerical heat/flow analysis was performed on a liquid rocket engine head with the cooling water manifold to ensure the durability of a ground test facility for heat exchanger. Through these studies, the shapes of the injector and the flow path were determined and applied to the head of the engine under development. Firing tests were conducted to verify the designed coolant manifold and no thermal damage was found on the engine-head-face. Comparing the combustion test results with the numerical analysis, the outlet temperature of coolant showed a difference of about $15^{\circ}C$. This trend is reasonable considering existence of LOX manifold, thermal barrier coating, and the actual location of flame.

• Proceedings of the Korean Society of Propulsion Engineers Conference
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• 2012.05a
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• pp.451-453
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• 2012

Conceptual design and manufacturing scheme of a gas generator for 7 tonf class rocket engine were described. The combustion chamber pressure, O/F ratio, and total flow rate were decided to be 6 MPa, 0.321, and 1 kg/s respectively in consequence of the engine system design. Based on the parameters conceptual design of the gas generator was carried out and its outer dimension was about ${\Phi}100{\times}250mm$. Most parts of the gas generator to be jointed together by brazing or TIG welding and, if possible, the strength and leakproof tests are to be conducted in every step for checking the welding section.

• The Bulletin of The Korean Astronomical Society
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• v.37 no.2
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• pp.149.1-149.1
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• 2012

고성능 다단연소싸이클 엔진은 산화제과잉 예연소기를 사용한다. 예연소기 후류에 위치한 배관 및 연소기 헤드 등은 고온/고압 산화제 과잉 환경에 놓이게 되며, 운용 조건에서는 국부적으로 온도를 상승시키는 외부 발화제에 의하여 녹는점보다 낮은 온도에서 재질이 발화될 수 있다. 따라서, 이러한 환경에 적합한 재질 및 코팅은 내산화성, 내인화성 및 자발화성도 중요하나, 외부 발화제에 의한 내발화성이 가장 중요한 특성이 된다. 여기서는 이러한 환경에 적합하며 지상 시험용 노즐 및 배관에 적용될 수 있는 재질 및 코팅에 대하여 조사한다. 러시아는 이미 이러한 환경에 적합한 재질 및 코팅들을 개발하여 RD-170, 180에 적용 중이다. 그러나 미국은 최근에 이러한 연구를 시작한 것으로 추정된다. 따라서 자료 접근이 가능한 범위에서 러시아의 재질 및 코팅을 조사하며, 미국 자료에서는 산소 시스템 안전 등과 같이 간접적인 자료들을 통하여 대체가 가능한 후보 재질 및 코팅을 조사한다. 다단연소싸이클 연소시험 배관에 적용할 수 있는 방법은 다음과 같다. 코팅 없이 Monel K500을 사용하거나, OFHC 혹은 Ni 라이너에 고강도 외피를 사용하는 방법이 있으나, 두 방법 모두 재질의 가격 및 수급, 라이너 적용 방법 등이 어려울 수 있다. 국내에서 산화제과잉 가스 환경에서 적용할 수 있는 법랑을 개발하거나 수급이 용이한 법랑을 찾아 오스테나이트 스테인리스강에 적용하는 방법이 있다. 이 방법은 외부 발화제에 대한 내발화성을 증가시키는 경제적이고 용이한 방법으로 판단된다.

• Journal of the Korean Society of Propulsion Engineers
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• v.15 no.2
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• pp.50-55
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• 2011

A preburner for the high performance, staged combustion cycle liquid rocket engine is being developed. For the structural design processes, strength experiments and finite element analyses on specimens simulating the brazing joints of the preburner, were performed and compared. Total two kinds of the specimen were manufactured for the tests. One simulated the joints between the oxygen injectors and the head junctioned by the conventional vacuum brazing. The another was made to test the brazing surfaces by vacuum compression between the combustion chamber cooling channel and the outer wall. During the burst experiments, it was observed that the fractures were occurred not at the brazed joining but in the middle of the face plate and the cooling wall. In addition, the analysis showed that the predicted fracture locations and the strains were well matched with the experiment results.

• Aerospace Engineering and Technology
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• v.8 no.2
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• pp.133-139
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• 2009

An analysis has been performed on the specific impulse for a liquid rocket engine of gas generator cycle. The present analysis method has been validated through the comparison of the optimal specific impulse for the 300t thrust conceptual engine against the published data. The engine specific impulse can be increased by applying film coolant decreasing the fuel pump head for regenerative cooling despite the decrease of specific impulse of the combustion chamber when the film coolant participates combustion more than the critical amount. The improved condition shows that higher combustion chamber pressure is achieved with less fuel pump head rise by additional film cooling.

• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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• 2007.06a
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• pp.20-23
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• 2007

가정용 연료전지 수소 공급용 연료변환 장치는 LNG, LPG를 이용하여 수소를 제조하는 수증기 개질과 제조된 합성가스의 정제공정으로 저온/고온 전이 반응 및 선택적 산화 반응을 포함하게 된다. 이중 전체 연료변환 장치 효율은 공정중의 유일한 흡열 반응인 수증기 개질 반응기 구조와 반응열 공급용 버너에 의해 결정된다. 반응열 공급용 버너의 형식, 구조 등의 변수를 통해 본 연구진에 의해 개발된 반응구조의 최적 열원 공급 방식을 산출하고자 하였다. 이를 위하여 본 연구에서는 원통형 개질 반응기에 적용 가능한 버너의 구조, 토출 각도, 토출구의 수 등의 버너 설계 변수가 버너의 성능의 미치는 영향에 대하여 연구하였다. 연구에 사용된 버너는 적용 연료의 혼합 특성을 증가시키기 위해 혼합공간을 충분히 유지 하였으며, 버너의 구조와 연소용 기체의 토출각 및 토출구의 위치 변화를 통한 불꽃의 형태를 변화 시켜 반응기 내의 온도 분포 특성을 비교 분석하였으며, 분석 결과에 의해 원통형 개질 반응기에서 최대 효율을 가지는 버너의 구조로부터 수증기 개질 반응을 평가하였다.

• Proceedings of the Korean Society of Propulsion Engineers Conference
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• 2005.11a
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• pp.346-350
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• 2005

Effects of the changes of a film cooling mass flow rate and operating conditions on the heat flux characteristics of the subscale calorimeter were studied. A film cooling ring with twelve orifices is inserted between the injector head and the calorimeter. The calorimeter is composed of nineteen cooling channels. When a mass flow rate of film cooling is 10.5 % of a main fuel mass flow rate, maximum heat flux at the nozzle throat is decreased by 30% compared to that without film cooling. In the OD3(of-design point) test result, maximum heat flux at the nozzle throat is increased by 31% compared to that of the DP(design point) test when a film cooling flow rate is zero.

• 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.