• 천문학회보
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• 제37권2호
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• pp.151.2-151.2
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• 2012

터보펌프 구동에 사용된 가스발생기 생성가스를 연소기로 공급하여 주추력 발생에 사용하는 다단연소 사이클 로켓엔진은 고추력을 요하는 우주 발사체에 널리 사용되고 있다. 다단연소 사이클 로켓엔진에 사용되는 가스발생기를 예연소기라 부르며 케로신과 액체산소를 추진제로 하는 다단연소 사이클 로켓엔진에는 산화제 과잉 예연소기가 사용된다. 예연소기는 터보펌프 구동을 목적으로 하기 때문에 예연소기 생성가스의 횡단면 온도분포는 터빈에 의해 제한되는 온도범위 내에서 균일하여야 하며 넓은 운전영역에서 안정적인 연소가 이루어져야 한다. 산화제 과잉 예연소기는 모든 추진제가 혼합헤드를 통해 분사되는 방식과 추진제를 혼합헤드와 연소실로 나누어 공급하는 방식이 있다. 기술검증을 위해 산화제 일부와 연료를 혼합헤드를 통해 연소실에 공급하여 1차 연소시키고 나머지 산화제를 연소실 냉각채널을 거쳐 연소실 중앙의 분사공을 통해 연소실로 주입하여 기화시키는 형태로 최종적으로 연소압 20MPa, 혼합비 60에서 작동하는 산화제 과잉 예연소기를 설계하여 연소시험을 수행하였다. 혼합헤드에는 별도의 점화용 분사기 없이 전체 연료 분사기를 통해 점화용 연료인 TEA/TEB 혼합물을 분사하여 점화하였다. 추진제를 2단으로 공급할 수 있도록 고안된 가압식 연소시험 설비에서 10회, 누적 60초 이상의 연소시험이 성공적으로 수행되었다. 연소시험결과 넓은 작동영역에서 안정적 연소특성과 생성가스 온도 분포의 균일성을 확인할 수 있었다. 고온 고압의 산화제 과잉 예연소기 기술 확보를 통해 케로신/액체산소 다단연소 사이클 로켓엔진 개발을 위한 기술적 기반을 마련하였다.

• 한국연소학회:학술대회논문집
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• 한국연소학회 1997년도 제15회 KOSCO SYMPOSIUM 논문집
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• pp.51-60
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• 1997

축대칭 곡면벽 제트 버너를 제작하여 화염의 안정화 특성을 실험적으로 연구하였다. 축대칭 곡면벽 제트 유동은 난류 강도의 증가와 더불어 버너 선단 부근에 재순환 영역을 형성하여 화염의 안정화를 촉진시킴으로서 기존의 튜브 버너에 비하여 화염의 안정화 특성이 향상되었다. 시간적으로 화염의 위치가 변동하는 난류 화염에서 화염의 안정화 특성과 밀접한 관계가 있는 OH 라디칼과 온도를 PLIF와 CARS를 각각 적용하여 측정하였다. 고유속으로 연소시키는 경우에 버너 선단에 형성된 재순환 영역에 OH 라디칼이 상당량 분포하고 있었으며 통계적으로 고온을 유지하였다. 이는 버너 선단에 형성되는 재순환 영역에 고온의 기연 가스가 점화원 역할을 하여 화학 반응이 활발하게 일어나고 있음을 의미한다. 이러한 결과로부터 고속의 출구유속에서 화염 안정화 특성은 재순환 영역에 의하여 영향을 받고 있음을 확인하였다.

• Nuclear Engineering and Technology
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• 제27권1호
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• pp.105-111
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• 1995

현재 10년분의 사용후 핵연료를 저장할 수 있도록 설계된 영광 3, 4호기 사용후 핵연료 저장시설을 구조변경이나 reracking없이 핵연료 저장밀도를 변경함으로써 그 저장용량을 약 3년 정도 늘릴 수 있음을 보였다. 영광 3, 4호기 사용 후 핵연료 저장시설의 경우 열수력해석, 구조해석, 방사선해석은 이미 100% 저장밀도를 가정하여 설계가 되어 있으므로 여기에서는 임계안전 측면에서 100% 저장밀도가 가능한가를 분석하였다. 사용후 핵연료 저장시설중 일정 기준 이상으로 연소된 사용후 핵연료만을 저장할 수 있게 설계된 영역 2의 핵연료 저장밀도는 현재 75% 인데, 이 영역의 저장밀도를 중성자 흡수체를 쓰지 않고도 100%로 높일 수 있는가를 알아보기 위해 먼저 영역 2에 100%의 저장밀도로 저장할 때 임계안전을 만족하는 사용후 핵연료의 최소연소도를 핵연료의 초기농축도에 따라서 계산하였다. 이렇게 계산된 저장 가능 최소연소도를 노심에서 연소된 후 방출되는 핵연료의 예상연소도와 비교하여 노심에서 연소된 후 정상적으로 방출되는 사용후 핵연료는 영역 2에 100%의 저장밀도로 안전하게 저장될 수 있음을 확인하였다.

• 한국추진공학회지
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• 제3권3호
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• pp.25-30
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• 1999

본 연구는 보론 카바이드를 함유한 고체 연료를 사용하여 고체 램제트에서 공기 유속량에 따른 연소효율과 입자 크기의 분포를 실험적으로 조사하였다. 입자 분포는 그레인 끝 부분과 노즐 입구에서 MALVERN 2600 HSD를 사용하여 측정하였다. 연소 효율은 공기 유속량이 적을수록 연소 효율이 높은 것으로 나타났으며, 일반적으로 입자 분포는 대략적으로 4, 15와 25$\mu\textrm{m}$, 경우에 따라 2$\mu\textrm{m}$ 보다 적은 크기에서 한 곳을 포함하여 3곳의 피크치 또는 4 곳의 피크치를 나타내는 분포를 보였다. 큰 입자는 주로 재순환 영역에서 표면에서의 입자들의 뭉침의 결과이다. 흡입 공기의 온도가 높으면 연소 효율이 좋았는데 이는 확산 영역에서 연소하는 큰 보론 카바이드 입자의 연소 촉진 결과로 보인다.

• 한국추진공학회:학술대회논문집
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• 한국추진공학회 2017년도 제48회 춘계학술대회논문집
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• pp.304-309
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• 2017

본 연구에서는 zonal hybrid RANS/LES 기법을 사용하여 모델 스크램제트 연소기 내에서의 비예혼합 연소 현상에 대한 연구를 수행하였다. 수치 계산을 위한 도메인은 RANS와 LES 영역으로 나누어져 있으며, 이 두 개 영역의 계면은 synthetic eddy method로 처리되었다. 본 연구에서는 독일 항공우주센터에서 실험한 모델 스크램제트 연소기가 사용되었다. 수소 연료를 사용한 실험 결과와 수치해석적 검증을 수행하였다. 크랙된 케로신 연료는 에틸렌과 메탄으로 구성되었으며, 크랙된 케로신 surrogate의 난류연소는 화염편 모델을 사용하여 모사되었다.

• 대한기계학회논문집B
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• 제24권10호
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• pp.1294-1299
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• 2000

The combustion characteristics have been investigated to develop the 50 kW-class gas turbine combustor. The combustor design program was developed and applied to design this combustor. The combustion air which has the temperature of 45, 200, $300^{\circ}C$ were supplied to combustor for elucidating the effect of inlet air temperature on CO, NOx emissions and flame temperature. The exit temperature and NO were increased and CO was decreased with increasing inlet air temperature. Also, the effect of equivalence ratio was considered to verify the combustor performance. The emissions of CO and NO with inlet air temperature can be analyzed qualitatively by measuring the temperature inside the combustor. The combustion performance with fuel schedule was evaluated to get the informations of the starting and part loading process of gas turbine. The combustion was stable above the equivalence ratio of 0.18. The pattern factor which is the important parameter of combustor performance was satisfied with the design criterion. Consequently the combustor was proved to meet the performance goal required for the target gas turbine system.

• 한국자동차공학회논문집
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• 제3권1호
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• pp.45-53
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• 1995

스파크 점화기관에서 화염전파과정에 관한 연구를 수행하기 위하여는, 초기화염핵 구간에서의 화염의 형성과 발달의 거동을 정확히 파악하여야 한다. 그러므로 화염핵의 형성과 발달에 영향을 미치는 최소 화염핵 크기의 이론적인 계산을 수행하였다. 이론식을 정립하기 위하여 열점화 이론을 이용하였다. 최소 화염핵 크기를 계산하기 위해 열전도 계수, 화염온도, 층류연소속도, 기타 열역학적 상태량 등을 계산하였다. 계산에 의존한 화염핵 크기의 신뢰성을 확인하기 위하여, 점화에너지를 변화시킬 수 있는 점화장치를 사용하여 실기 운전을 통하여 희박연소 한계가 그 때의 화염핵이 성정할 수 있는 영역이라고 가정하여 그 정확도를 확인 하였다.

• 한국연소학회:학술대회논문집
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• 한국연소학회 1999년도 제19회 KOSCO SYMPOSIUM 논문집
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• pp.201-207
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• 1999

The combustion characteristics for the low NOx 50 kW-class gas turbine combustor have been experimentally investigated. In order to achieve the premixing and the lean burn combustion, the geometries of the primary zone including premixed chamber were modified from conventional combustor. The centerline profiles of CO and NO concentration, and temperature were measured for the premixed combustors with or without dilution holes in the liner. The effects of the pilot fuel injection rate and air dilution on flame stabilization and pollutant (CO, NO) emission are discussed in detail.

• 한국원자력학회:학술대회논문집
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• 한국원자력학회 1996년도 춘계학술발표회논문집(3)
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• pp.98-104
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• 1996

핵분열 생성물 방출량을 계산하는 모델들에 대한 비교 분석을 위해 GAPCON-THERMAL-2 Revision 2 (GT2R2) 코드를 이용하여 Beyer-Hann , Beyer-Hann with NRC High Burnup Correction, ANS5.4와 Modified ANS5.4 핵분열 생성물 방출 모델들을, RISO-M2-2C 핵연료봉의 실험결과와 비교하였다. Beyer-Hann 모델은 실험결과보다 낮게 예측한반면 ANS5.4 모델은 실험결과 보다 높게 예측하였다. 한편 NRC High Burnup Correction을 한 Beyer-Hann 모텔과Modified ANS5.4 모델은 실험 결과와 비슷한 방출비를 예측하였다. 이러한 결과를 확인하기 위해 국부적인 핵연료 온도와 연소도를 검토한 결과 ANS5.4 모델이 .Modified ANS5.4 모델보다 온도와 연소도에 따라 더 민감한 반응을 보이고 있으며, Beyer-Hann 모텔은 연소도 영향이 없이 각 온도 영역에서 일정하였고, Beyer-Hann with NRC High Burnup Correction 모델은 20,000MWd/MTU 연소도 이상영역에서 연소도 영향을 보이고 있다.

• 한국원자력학회:학술대회논문집
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• 한국원자력학회 1996년도 춘계학술발표회논문집(3)
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• pp.139-144
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• 1996

핵분열 생성물 방출량을 계산하는 모델들에 대한 비교 분석을 위해 GAPCON-THERMAL-2 Revision 2 (GT2R2) 코드를 이용하여 Beyer-Hann , Beyer-Hann with NRC High Burnup Correction, ANS5.4와 Modified ANS5.4 핵분열 생성물 방출 모델들을, RISO-M2-2C 핵연료봉의 실험결과와 비교하였다. Beyer-Hann 모델은 실험결과보다 낮게 예측한반면 ANS5.4 모델은 실험결과 보다 높게 예측하였다. 한편 NRC High Burnup Correction을 한 Beyer-Hann 모델과 Modified ANS5.4 모델은 실험 결과와 비슷한 방출비를 예측하였다. 이러한 결과를 확인하기 위해 국부적인 핵연료 온도와 연소도를 검토한 결과 ANS5.4 모델이 Modified ANS5.4 모델보다 온도와 연소도에 따라 더 민감한 반응을 보이고 있으며, Beyer-Hann 모델은 연소도 영향이 없이 각 온도 영역에서 일정하였고, Beyer-Hann with NRC High Burnup Correction 모델은 20,000MWd/MTU 연소도 이상영역에서 연소도 영향을 보이고 있다.