• 한국추진공학회지
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• 제24권3호
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• pp.1-11
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• 2020

본 연구에서는 lab-scale 젤로켓모터를 이용하여 액상 케로신 연료와 이를 젤화 시킨 젤 케로신 연료의 연소시험을 수행함으로써, 각 연료별 연소실 정압특성 및 동압특성에 대해 분석하였다. 액상 케로신과 젤 케로신의 정압, 특성속도 및 특성속도 효율은 예상외로 큰 차이를 보이지 않음을 확인하였다. 그러나 액상 케로신과 젤 케로신의 동압 특성을 비교한 결과, 특정 고주파수 영역에서 젤 케로신의 압력 진폭이 액상 케로신 대비 증가하는 것을 확인하였다. 이는 젤 추진제의 고유 연소 메커니즘에 기인한 특성으로 여겨지며, 이들 압력 섭동 진폭이 추후 젤로켓모터의 고주파 연소불안정에 영향을 미치는 주요 인자로 적용될 가능성이 클 것으로 판단되었다.

• 한국추진공학회지
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• 제17권5호
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• pp.121-131
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• 2013

V-거터형 보염기가 장착된 덕트형 연소기에서 연소 불안정이 발생할 때 보염기 근처에서 나타나는 화염의 동특성에 대한 실험적 연구를 수행하였다. 화염 구조를 가시화하기 위해서 고속 카메라를 이용한 자발광 계측과 PIV 기법을 사용하였다. 연소 불안정이 발생하면 연소기 내부의 압력 구배에 변화가 생기면서 화염의 역화 현상이 일어나고, 역화의 진행거리는 당량비에 따라서 달라졌다. 역화의 진행거리와 구조에 따라 불안정 화염을 세 가지 유형으로 분류하였다. 일정 당량비 이상에서는 역화가 진행됨에 따라 보염기 앞쪽 끝단에서 특이한 화염 구조를 관측할 수 있었다. 순압력 구배에서 역화 되었던 화염면은 후류로 밀리고, 이때 보염기 안쪽에 형성된 와류로 인하여 재안정화가 이루어지는 것을 확인하였다.

• 대한기계학회논문집B
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• 제30권1호
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• pp.32-40
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• 2006

A linear acoustic analysis has been performed to elucidate damping characteristics of acoustic cavities in a liquid rocket combustor. Results have shown that resonant frequencies of acoustic cavity obtained by classical theoretic approach and by the present linear analysis are somewhat different with each other. This difference is attributed to the limitation of the simplified classical theory. To quantify the damping characteristics, acoustic impedance has been introduced and resultant absorption coefficient and conductance have been evaluated. Satisfactory agreement has been achieved with previous experiment. Finally the design procedure for an optimal tuning of acoustic cavity has been established.

• 대한기계학회:학술대회논문집
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• 대한기계학회 2001년도 춘계학술대회논문집D
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• pp.846-851
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• 2001

For the successful development of the main engine of KSR(Korea Sounding Rocket)-III, Korea Aerospace Research Institute(KARI) carried out the experimental study on the subscale model engines. Several types of engines were tested on the Small Liquid Rocket Engine Test Facility. One of the typical test results of a Sub. engine(Sub. Mod.3) is presented here. It uses the Jet A-1 as fuel, liquid oxygen as oxidizer, and Tri-Ethyl Aluminium(TEA1) as ignition agent. The gas pressure feed system is adopted as a feeding mechanism and the design chamber pressure is 200psia. The physical phenomena are described in three regimes(ignition, transient, and steady state) with the pressure, thrust, flowrate and image data. And the pressure oscillation is analyzed in Fourier domain (<500Hz). Then we conclude that in this experiment, the engine shows the characteristic low frequency of 80Hz and it is stable for that frequency of pressure oscillation.

• 한국추진공학회:학술대회논문집
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• 한국추진공학회 2003년도 제20회 춘계학술대회 논문집
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• pp.249-252
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• 2003

음향불안정을 억제하는 수동제어기구중 하나인 음향공의 음향학적 효과를 파악하기 위해, 음향공이 장착된 로켓엔진 연소실의 음향장 특성을 수치해석적으로 조사하였다. 음향공 모델로서 Helmholtz 형태의 공명기가 채택되었고, 조화해석을 통해 주로 음향공에 의해 야기되는 음향학적 효과를 관찰하였다. 음향공의 동조주파수를 변화시켜가면서 연소실의 음향진동 응답을 구하고, 제1접선방향 음향모드의 감쇠인자를 구하였다. 동조주파수가 공진주파수에 접근함에 따라 모드분할 현상이 나타났고, 이로 인해 음향공을 본래의 제1접선방향 음향모드에 동조시키더라도 음향감쇠효과가 저하됨을 알았다. 효과적인 감쇠를 위해서는, 억제하고자 하는 음향모드로부터 모드분할 현상이 나타나지 않으면서 그 음향모드의 감쇠효과를 극대화하도록 음향공을 동조시키는 것이 바람직함을 알 수 있었다.

• 한국추진공학회지
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• 제21권6호
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• pp.49-56
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• 2017

본 연구에서는 환형 시스템에서 열음향 문제를 모델링하기 위하여 자체 3D 유한요소해석을 모델 개발을 통하여 음향장을 해석하였고, 다양한 음향 모드를 벤치마크 연소기의 실험 결과와 비교/검증하였다. 비교 결과, 본 해석에서 사용된 음향장 해석 코드는 환형 시스템에서 실험으로 계측된 다양한 음향모드들을 예측하는데 성공하였다. 또한 연소실의 횡방향 모드는 노즐의 음향 경계 조건의 영향을 크게 받게 되고, 노즐에서의 압력 분포 역시 연소실의 압력장과 밀접한 관련이 있는 것으로 나타났다.

• 한국추진공학회지
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• 제14권5호
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• pp.24-31
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• 2010

충돌형 분사기가 장착된 모델 연소실에서 연소장 수치 해석을 이용하여 연소 안정성을 평가하였다. 충돌형 분사기로는 F(fuel)-O(oxidizer)-O-F형 분사기를 채택하였다. 본 연구에서는 연료와 산화제의 제트 혼합과정이 지배적이라는 가정하에 순간 화학 반응 모델을 채택하여 수치해석을 수행하였다. 선행 연구를 통해 제안된 방법론을 토대로 모델 연소실 형상이 설계되고 연소실 작동 조건이 결정되었다. 본 연구에서 제시한 방법을 토대로 얻은 연소 안정성 경계는 공기 분사 음향 실험과 연소 실험결과와 정성적으로 잘 일치하였다. 연료와 산화제의 분사와 혼합이 연소 불안정 유발에 지배적인 경우, 본 연구에서 제안된 수치해석 기법을 이용하여 효과적으로 분사기의 연소 안정성을 평가할 수 있다.

• 한국항공우주학회지
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• 제47권8호
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• pp.599-606
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• 2019

펄스건 장치는 연소실 내, 다중 분사기 배열에 따른 연소 유동장으로의 횡단 압력파 전파/감쇠 메커니즘 규명을 목적으로 제작되었다. 제작된 펄스건은 성능시험을 통해 목표 연소압에서의 운용 가능 여부와 압력파 강도 제어 여부를 확인하였다. 기체질소를 사용하여 고압관에 가압을 하였으며 다이아프램에는 $100{\mu}m$ 두께의 OHP 필름을 사용하였다. 압력파의 속도와 강도를 확인하기 위해 압력 트랜스듀서를 이용하여 동압과 정압을 측정하였다. 제작된 펄스건은 공급압력에 따라 압력파의 강도 조절이 가능하며 횡방향성을 가지는 압력파를 생성할 수 있음을 성능시험을 통해 확인하였다.

• 한국추진공학회:학술대회논문집
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• 한국추진공학회 2011년도 제37회 추계학술대회논문집
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• pp.603-607
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• 2011

V-gutter형 보염기가 장착된 모델 연소기에서 연소불안정이 발생할 때 보염기 근처에서 나타나는 화염의 역화 및 재점화 구조를 조사하였다. 연소기는 단면이 $40{\times}40mm$인 긴 덕트 형태이며 연료는 천연도시가스(CNG)를 사용하였다. 화염 구조를 가시화하기 위해서 고속 카메라를 이용한 자발광 계측을 하였다. 연소불안정이 발생하면 화염의 역화가 발생하며, 역화의 진행거리는 당량비에 따라서 달라졌다. 일정 당량비 이상에서는 역화가 진행됨에 따라 보염기 앞쪽 끝단에서 새로운 화염면이 형성된다. 흡입되는 혼합기의 속도가 증가하면서 역화되었던 화염면은 뒤로 밀리게 되고, 이때 보염기 안쪽에 형성된 재순환 영역으로 혼합기가 유입되면서 재점화가 이루어지는 것을 확인하였다.

• 한국추진공학회:학술대회논문집
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• 한국추진공학회 2003년도 제21회 추계학술대회 논문집
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• pp.191-194
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• 2003

A series of computational simulations have been carried out for non-reacting and reacting flows in a supersonic combustor configuration with and without a cavity. Transverse injection of hydrogen, a simplest form of fuel supply, is considered in the present study with the injection pressure of 0.5 and 1.0 ㎫. The corresponding equivalence ratios are 0.17 and 0.33. The work features detailed resolution of the flow and flame dynamics in the combustor, which was not typically available in most of the previous studies. In particular, oscillatory flow characteristics are captured at a scale sufficient to identify the underlying physical mechanisms. Much of the flow unsteadiness is related not only to the cavity, but also to the intrinsic unsteadiness in the flowfield. The interactions between the unsteady flow and flame evolution may cause a large excursion of flow oscillation. The role of the cavity, injection pressure, and amount of heat addition are examined systematically.