• Proceedings of the Korean Society of Propulsion Engineers Conference
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• 2009.05a
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• pp.191-195
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• 2009

In the solid rocket propellant combustion, dynamic phase change from solid to liquid to vapor occurs across the melt layer. During the burning surface, micro scale bubbles form as liquid and gas phases are mixed in the intermediate zone between the propellant and the flame. The experimentally measured thickness of this layer called the foam layer is approximately 1 micron at 1 atmosphere. In this paper, we present a new melting layer model derived from the classical phase change theory. The model results show that the surface of burning grows and propagate uniformly at a velocity of $r=ap^n$.

• Journal of the Korean Society of Propulsion Engineers
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• v.1 no.2
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• pp.74-83
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• 1997

The definition of burning admittance and conventional n-$\tau$ stability rating technique are combined to investigate the high frequency combustion instabilities inside the cylindrical combustion chamber. Perturbed flow variables are written as the sum of fluctuating and time-averaged mean quantities on the assumption that the terms of the order higher than unity are sufficiently small, hence linearized governing equations could be formulated. Chamber admittances up and downstream of the flame front calculated with appropriate boundary conditions result in the burning admittance and corresponding n-$\tau$ neutral stability curve. Configurational and operational design factors are tested to detect the unstable wave-induced LOX-RP1 combustion instabilities. Operational design factors, e.g. pressure or O/F ratio, appear less influential to drive high frequency instability while the location of the flame front and configurational factors enhance or deteriorate the stabilities strongly. Conclusively, LOX-RP1 combustion inside the cylindrical combustion chamber is apt to be unstable against long residence time and shortened chamber length.

• Journal of the Korean Society for Aeronautical & Space Sciences
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• v.38 no.4
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• pp.363-368
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• 2010

In the solid rocket propellant combustion, the dynamic phase change from solid to liquid to vapor occurs across the melt layer. During the surface burning, liquid and gas phases are mixed in the intermediate zone between the propellant and the flame to form micro scale bubbles. The known thickness of the melt layer is approximately 1 micron at $10^5$ Pa. In this paper, we present a model of the melt layer structure and the dynamic motion of the melt front derived from the classical phase field theory. The model results show that the melt layer grows and propagates uniformly according to exp(-1/$T_s$) with $T_s$ being the propellant surface temperature.

• Proceedings of the Korean Society of Propulsion Engineers Conference
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• 2011.11a
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• pp.649-652
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• 2011

A series of hybrid rocket combustion experiments were carried out with PMMA/GOx changing diameter and length of the disk installed at pre-chamber. The disk can generate vortex shedding flow and change flow conditions prior to entering the fuel grain which could also alter the combustion characteristics and pressure oscillations. Isolated dimple-like surface roughness patterns distributed all over the fuel surface, which can be thought of as a realization of the inherent flow instability. It is very likely that the formation of cell structures is originated from the modification of boundary layer characteristics of an entering oxidizer flow caused by a blowing effect mainly taking place near the wall. This coincided with our LES results. It would be a meaningful basis to understand combustion instability of hybrid rocket motor.

• Journal of the Korean Society for Aeronautical & Space Sciences
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• v.35 no.12
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• pp.1108-1114
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• 2007

The effect of oxidizer injection angle on the combustion characteristics of end-burning hybrid combustor is numerically investigated. Besides the previously studied parameter(injector arrangement, port diameter and O/F ratio), three different injection angle are considered: parallel angle to fuel surface(Case 1), +30 degree inclined angle toward the fuel(Case 2) and 30 degree inclined angle toward the nozzle(Case 3). It is found that Case 2 has the best mixing pattern in the upstream area but has the worst combustion efficiency since non negligible amount of unburned fuel is expelled from the nozzle. In contrast, though Case 1 and Case 3 showed relatively low mixing effect than the Case 2, they had high combustion efficiency. The comparison of numerical results between Case 1 and Case 3 demonstrate that no major difference is encountered, however, Case 1 is expected to have the best combustion efficiency due to the low residence time of the Case 3 injector which heads toward the nozzle.

• Journal of the korean Society of Automotive Engineers
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• v.18 no.2
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• pp.18-28
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• 1996

메탄올이 자동차 연료로서 유망시 되고 있는 이유는 공급면과 이용면의 두 측면에서 장점을 가지고 있기 때문일 것이다. 공급면에 있어서는 원료가 천연가스나 석탄등 자원이 풍부하다는 점이 다른 연료에 비해 유리하며 특히 천연가스로 부터의 화학용 메탄올 제조기술이 거의 확립되어 있다는 점이다. 이용면에 있어서는 상온에서 운송, 저장 및 유량 제어 측면에서 취급이 비교적 용이하며 메탄올 연료의 특성상 옥탄가가 높고 희박연소한계가 넓어 고압축비 희박연소기관을 실현할 수 있으며, NOx나 매연 발생이 적은 저공해 연료인 점이 장점이다. 본 고에서는 본인의 실험실에서 이루어진 메탄올 연료에 대한 몇가지 실험결과들을 토대로 하여 메탄올 기관에 있어서의 일반적인 특성 및 문제점들에 대하여 소개하고자 한다.

• Journal of the KSME
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• v.21 no.3
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• pp.166-174
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• 1981

광물질(회분, 석회석 또는 모래) 입자의 "유동층" (fuidised bed)에 연료를 유입하여 연소시키는 소위 "유동층 연소" 기술은 최근 몇년동안 상당한 발전을 보이고 있다. 왜냐하면 유동층 연소는 특히 저발열량 연료 (저질탄, 쓰레기등)의 연소에 있어서 여러 가지 장점을 갖고 있기 때문이다. 저질탄의 연소에 있어서 이 유동층 연소 기술이 갖는 장점을 열거하면 다음과 같다. a) 회분성분이나 비활성(inert) 성분의 조성이 균일하지 않은 저질탄의 연소능력 b) 열전달 면에서 부식문제의 저하 c) 보통 미분연소때보다 입도가 커도 완전연소가 가능하므로 분탄제조비가 저렴 여기서는 이러한 장점을 가진 저질탄의 유동층 연소에 대해서, International Energy Agency에서 1978년 발행된 Combustion of low grade coal 보고서를 중심으로 살펴보기로 한다. 보고서를 중심으로 살펴보기로 한다.

• Proceedings of the Korea Society for Energy Engineering kosee Conference
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• 1998.05a
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• pp.145-152
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• 1998

실내에서 가스폭발시 피해를 예측하기 위해서 폭발 화염면의 전파를 수치해석을 통해 해석했다. 확산방정식에 의해 가스누출에 의한 실내의 가스확산분포를 구했으며 문헌에서 선택한 누출의 초기조건을 사용했다. 화염온도를 계산하기 위해 각 가스 혼합비에 따른 엔탈피와 화학식에 대한 reduced mechanism을 사용했으며 문헌에서 찾은 각 가스의 농도별 층류 연소속도를 혼합가스의 층류연소속도에 적용시켰다. k-$\varepsilon$ 모델에서 turbulance energy를 층류연소속도와 결합시켜 난류화염 전파속도를 모델링 했다. 화염면의 전파를 분석하기 위해 실내의 위치에는 직각, 화염면의 전파에는 원통좌표계를 사용했다. 유리창의 파손에 의한 화염전파면의 변화에 따른 압력상승 요인을 해석하였으며 창문의 크기에 따라서 점화위치에 따른 실내 압력상승의 영향이 서로 다르게 나타나는 결과를 얻었다.

• Journal of the korean Society of Automotive Engineers
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• v.10 no.2
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• pp.9-14
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• 1988

본 해설에서는 현존 내연기관내의 연소현상에 적용되고 있는 여러 수치적 방법 및 모델에 대한 소개와 주로 유체역학적인 면과 화학반응론적인 면, 화염전파 과정에서의 수치적인 난점들과 그와 같은 수치적 난점들을 유발시키는 물리적 현상 및 그 수치적 난점들을 유발시키는 물리적 현상 및 그 수치적 난점을 해결하는 해결방안을 다루겠으며, 또한 몇가지 내연기관의 연소현상에 대한 수치계산 예를 간략히 소개하고자 한다.

• Proceedings of the Korean Society of Propulsion Engineers Conference
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• 2000.11a
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• pp.14-14
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• 2000

가스터빈 연소기의 연소 효율을 높이기 위해서는 연료와 공기의 충분한 혼합이 필요하다. 연료와 흡입되는 공기의 혼합은 큰 스케일의 난류 성분보다는 오히려 연소기내에서 국부적으로 작용하는 작은 스케일의 난류 성분에 크게 지배를 받게된다. 이러한 혼합 촉진을 위해 연료와 공기의 경계면에서의 운동에너지를 증가시키는 방법은 압력의 손실을 가져오게 되지만 혼합의 촉진에 의한 완전연소와 저 NOx화는 더 큰 이익을 가져다 준다.(중략)