• 에너지공학
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• 제18권3호
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• pp.156-162
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• 2009

내연기관의 연소현상을 연구하는 연구자들에게 엔진 내부의 압력값은 연소과정을 이해 할 수 있는 좋은 데이터가 된다. 본 논문에서는 압력값을 이용하여 스파크 점화기관의 무부하에서의 사이클 연소 변동의 중요한 원인이 무엇인가를 규명한다. 또한 실험기관의 연소실에서 채취한 압력 데이터는 사이클 변동의 연소 해석의 기초 데이터와 연소율 해석 등의 데이터분석을 하는데 사용되었다. 연소변수의 입력변수로써 연료, 공기, 잔류량, 등등이 사이클 변동을 결정하는데 사용되었다.

• 한국추진공학회지
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• 제22권3호
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• pp.28-39
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• 2018

본 연구에서는 추력조절용 핀틀 노즐의 길이비에 따른 정상상태와 비정상상태 특성을 파악하기 위해 수치해석을 수행하였다. 노즐과 핀틀의 영역은 분리하여 격자를 생성하고 중첩격자기법을 사용하였다. 핀틀 형상은 길이비에 따라 5가지로 선택하였고, 정상상태 해석결과 핀틀의 길이가 길수록 추력과 추력계수가 높게 나타났다. 비정상상태 해석의 경우 핀틀의 속도에 따라서 연소실 압력 경향이 달라지며 추력과 유동구조에 영향을 미친다. 노즐 출구에서의 추력은 노즐목 단면적 변화에 빠른 응답특성을 보이며, 추력과 추력계수 등 성능 주요 인자들의 예측시 핀틀의 구동 속도와 핀틀 거동에 의한 연소실 압력파의 전달속도를 고려해야 한다.

• 한국추진공학회지
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• 제3권4호
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• pp.38-43
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• 1999

본 연구는 액체 추진제 로켓 엔진의 연소성능을 평가할 수 있는 절차를 확립하고, 운동량비와 혼합비가 연소성능에 미치는 영향을 고찰하여 안정된 연소를 보장하면서 최대의 효율을 제공하는 설계조건을 결정하고자 수행되었다. 연구를 위해 질산/Kerosene을 추진제로 사용하고 추력 24 $\iota{b}_f$, 연소실 압력 200 psia, uni-element impinging streams doublet injector를 사용하는 엔진을 설계 및 제작하여 연소시험을 수행하였다. 연구로부터 점화시 발생하는 hard start 현상은 연소실 압력을 설계치의 25 % 정도가 되도록 한 후, 설계 압력으로 상승시키는 2단계 점화방법을 채택함으로서 최소화 할 수 있었다. 그리고 최대의 연소성능은 혼합비 3.6에 존재하였고, 연소성능은 운동량비 증가에 따라서 감소하였다.

• 한국항공우주학회지
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• 제50권3호
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• pp.165-172
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• 2022

핀틀 인젝터는 추진제 분사면적 조절이 가능하기 때문에 추력제어에 가장 적합한 인젝터이다. 그에 따라 본 논문에서는 액체산소와 기체메탄을 사용하여 다중 홀 핀틀 인젝터와 연속형 핀틀 인젝터의 연소시험을 수행하였다. 특성속도효율로 두 핀틀의 연소성능을 확인하였고, O/F와 연소실 압력에 따라 두 파라미터가 유사한 조건에서 실험결과를 비교하였다. 개도(산화제 분사면적)가 100% 추력조건일 때 다중 홀 핀틀의 효율이 연속형 핀틀보다 다소 높은 결과를 나타내었다.

• 한국추진공학회지
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• 제11권5호
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• pp.31-36
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• 2007

연소 압력이 70 bar인 고압 축소형 연소기의 연소성능 특성을 알아보았다. 모든 연소시험은 하드웨어의 손상 없이 성공적으로 이루어졌다. 분사기의 혼합특성과 분사기 배열이 연소성능에 큰 영향을 미치는 요소임을 파악하였다. 연소기의 특성속도는 외부 혼합보다 내부 혼합 분사기에서 더 크게 나타났으며 단위분사기당 추진제의 유량이 감소함에 따라 특성속도도 증가하였다. 추진제 매니폴드 및 연소실에서 측정된 압력 섭동은 평균 연소압력의 3% 이하로 연소안정성 기준치 보다 낮은 값을 보여 안정적인 연소기임을 보였다.

• 한국항공우주학회지
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• 제38권10호
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• pp.985-991
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• 2010

노즐 목 근처에 설치된 핀틀 형상이 노즐 내부 유동과 추력에 미치는 영향을 공압 실험으로 고찰하여 제시하였다. 핀틀 이동으로 노즐 목 면적이 감소하면 연소실 압력은 부드럽게 상승하나 추력은 핀틀 형상에 따라 증가 패턴이 다르게 나타났다. 동일한 노즐 목과 연소실 압력 조건에서 추력은 전체적으로 핀틀 형상이 오목한 것 보다는 볼록한 것이 컸다. 노즐 벽면 압력과 핀틀에 작용하는 하중은 핀틀 형상은 물론 핀틀 위치 및 노즐 목면적에 따라 큰 차이를 보였다.

• 한국항공우주학회지
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• 제30권1호
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• pp.88-94
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• 2002

고압의 불활성 기체를 이용하여 엔진에 추진제를 공급하는 액체로켓의 경우, 추진제 탱크의 압력은 정상연소상태의 연소압을 기준으로 하여 설계한다. 그러나 연소초기의 연소실 압력은 대기압 상태이므로 과도한 유량이 공급되어 이로 인해 hard-start가 발생하며, 최악의 경우 엔진의 파손을 가져온다. 본 연구에서는 이러한 문제를 해결하고 안정된 연소를 위하여 개선된 추진제 공급시스템을 제안하며, 이는 실제 연소실험을 통해 그 성능을 규명 하였다. 이 공습시스템은 연소 초기 및 연소 중의 일정한 유량공급을 위해 Cavitating Venturi를 사용하는 시스템이다. Cavitating Venturi는 오직 공급압력에 의해서만 유량이 결정되며, 출구압력에 영향을 받지 않으므로 연소 초기는 물론이고, 연소 중 이상 연소에 의해 연소압이 떨어져도 설계치 이상의 유량이 공급되지 않는다. 본 실험을 통해서 Cavitating Venturi의 설계 영역에서의 유량에 대한 안정성이 입증되었기 때문에, Cavitating Venturi는 액체로켓 이외의 압력강하량 변화가 큰 시스템에서 매우 효과적일 것이다.

• 한국추진공학회지
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• 제19권1호
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• pp.42-49
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• 2015

3차원 Large Eddy Simulation(LES)와 Proper Orthogonal Decomposition(POD) 기법을 이용하여 고체로켓의 인히비터에서 발생하는 연소실내 압력 진동 특성을 분석하였다. 인히비터 후방에서 발생한 와류는 Flow-acoustic coupling에 의해 주기적으로 반복하여 생성, 소멸이 이루어지는 것을 확인하였고, 이 와류가 내삽 노즐 입구 도출부에 충돌하면서 유동이 불균질하게 분해되고, 후방 돔으로 유입된 유동에 의한 압력 진동은 연소실 압력 진동 가진의 원인이 된다. 또한 인히비터에서 발생하는 와흘림(vortex shedding) 주기는 연소실내 와류 발생 주기와 일치하며, 실험에서 측정된 압력 진동 주파수와 비교 분석하였다.

• 한국추진공학회지
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• 제8권4호
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• pp.91-101
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• 2004

분사기와 연소실만을 가지는 연소기의 수학적 선형모델을 가지고, 액체추진제 로켓엔진 연소기에 대한 저주파 동특성 분석을 수행하였다. 연소실의 압력변화가 추진제 유량변화로 되먹임되는 구조를 가짐에 따라 저주파 섭동을 나타냈으며. 연소실의 시정수가 증가할수록, 분사기의 차압이 증가할수록, 연소시간지연이 짧을수록 시스템은 안정하였다. 분사기 시정수 변화가 안정성에 미치는 영향은 크지 않았다. 연소시간지연이 없는 경우의 시스템은 항상 안정하였으며, 지연시간이 증가할수록 섭동 주파수 및 감쇠율은 줄어들며, 결국 시스템은 불안정하게 되었다.

• 한국추진공학회지
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• 제13권6호
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• pp.34-40
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• 2009

본 논문은 액체로켓엔진의 구성품인 연소기와 가스발생기의 연소 안정성 평가를 위한 평가 방법과 기준에 관해 서술하였다. 두 가지 평가 방법이 있는데, 첫 번째는 일반적인 정상 연소 시험을 통해 연소 안정성 여부를 판단하는 통계적인 접근 방식을 취하는 정적 평가와 두 번째로는 연소장에 압력 교란을 일으키는 장치를 이용, 생성된 펄스의 감쇠 특성을 파악하는 동적 평가가 있다. 누적된 실제 추진제 연소 시험 결과를 통해서 정적 평가의 안정성 여부는 Root-Mean-Square 값이 연소실 압력의 3%, 동적 안정성 여부는 가진된 압력 섭동의 감쇠시간이 10 msec로 기준을 설정하였다.