• Journal of the KSME
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• v.25 no.3
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• pp.236-241
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• 1985

본 고에서는 일반적으로 노즐 부위 열해석에서 무시되는 복사열전달율과 점성소산효과를 수치적 모델을 통하여 그 필요성 여부를 조사한 것이며 다음과 같은 결론을 얻었다. (1)연소실 및 수 렴부위에서는 복사열전달율이 대류열전달율과 같은 차수의 크기로 나타나고 있어서 고 복사율을 갖는 연소가스에서는 특히 중요하다. 특히 최근에 많이 사용되는 연료에는 연소가스에 산화알 루미늄 성분이 증가하는 추세이므로 노즐부위 열해석에는 복사열전달이 차지하는 비중이 커질 것이다. (2)노즐의 확산부위에서는 고속으로 인하여 가스자체의 점성소산이 일어나 특성치 보 정계수 값이 감소한다. 따라서 Bartz의 예측치 보다는 열전달계수의 값이 적어지고 있다. (3) 따라서 노즐수렴부위에서는 일반적으로 Bartz의 예상치보다 높고 확산부에서는 낮은 결과를 얻 었던 실험결과와를 비교할 때 고온고속 노즐에서의 열전달해석은 복사 열전달과 점성열 소산을 고려함으로써 정확하게 될 수 있다. (4)이상 고려된 실험 데이터와 수치모델의 고찰은 노즐내의 침식이 없는 경우이나 실제의 경우 노즐벽 표면에서 화학적 반응이 일어난다. 그러나 이때 발 생될 수 있는 순수한 발한효과는 미미하며 단지 전체적인 단면의 열 해석시 상기에서 예측된 열전달율을 근간으로 화학반응열 및 온도분포를 계산하여야 할 것이다.

• Journal of Power System Engineering
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• v.13 no.6
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• pp.22-28
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• 2009

열역학 제 2법칙의 관점의 열역학적 가용에너지인 엑서지 해석법을 적용하여 가솔린, 메탄올, M90 연료를 사용한 전기점화 기관의 성능해석을 수행하였다. 열역학적 사이클 해석을 위하여 사이클을 구성하는 각 과정은 열역학적 모델로 단순화하였고, 크랭크 각도에 따른 실린더의 압력과 작동유체를 구성하는 연료, 공기 및 연소생성물의 열역학적 물성 값들을 이용하여 각 과정에서의 엑서지와 손실 일을 계산하였다. 실험데이터는 단기통 전기점화기관을 가솔린, 메탄올과 M90(메탄을 90%+부탄 10%의 혼합연료)을 연료로 WOT(Wide Open Throttle), MBT(Minimum advanced spark timing for Best Torque), 2500rpm 조건으로 운전하여 측정하였다. 계산에 이용한 자료는 실험으로 측정한 크랭크 각도에 따른 연소실의 압력, 흡입공기와 연료유량, 흡입공기 온도, 냉각수 온도와 배출가스 온도 등이다. 이를 이용하여 각 과정에서의 엑서지와 손실 일을 계산하였으며 각 과정에서의 손실 일은 연소과정에서 가장 크며 팽창과정, 배출과정, 압축과정 및 흡입과정 순으로 크게 나타났다.

• 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.

• Proceedings of the Korean Society of Propulsion Engineers Conference
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• 2009.11a
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• pp.569-572
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• 2009

The numerical simulations of hydrocarbon fueled scramjet engine have been studied less than them of hydrogen fueled scramjet engine. Ethylene is selected in hydrocarbon because of its good thermochemical properties and a direct-connect scramjet combustor at the American Air Force Research laboratory is taken to a two-dimensional simulation model. Ignition time delay of ethylene was monitored and air throttling was imposed to generate ignition inside the model scramjet.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2012.02a
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• pp.498-498
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• 2012

직류 아크 토치를 이용하여 열플라즈마를 발생시키는 방법은 전극의 구성에 따라 크게 비이송식(non-transferred)과 이송식(transferred)의 2가지 형태로 나눌 수 있다. 1950년대 H. Maecker 등에 의해 이론적 기초가 형성되기 시작한 이송식 아크 플라즈마 발생장치는 처리 대상물질을 전극으로 사용하여 양극에서의 에너지 전달을 직접 이용할 수 있으므로 열효율이 매우 높기 때문에 이를 이용한 고출력 토치에 관한 활발한 연구가 지속되고 있다. 본 연구에서는 대기압 아르곤 자유연소아크 방전에 의해 발생되는 열플라즈마의 열유동 특성을 수치적으로 해석하기 위하여 아크 기둥의 온도, 압력 및 속도 특성을 Navier-Stokes 방정식과 Maxwell 방정식을 연계 계산하였다. 또한 아크-전극 상호작용(arc-electrode interaction) 모델링을 통한 양극(anode)인 처리 대상물질로의 에너지 플럭스 유입을 고려하여 전극 내부의 온도분포를 계산하였다. 해석결과를 검증하기 위하여 음극과 양극 사이 플라즈마 기둥(column)의 중심축 온도는 Haddad & Farmer(1984)의 실험데이터와 비교하였고, 양극으로의 에너지 플럭스 및 온도분포 데이터는 Bini 등(2006)의 실험 및 해석데이터와 비교하여 만족스런 일치를 확인하였다.

• Journal of the Korean Society of Propulsion Engineers
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• v.1 no.1
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• pp.89-103
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• 1997

The flow forming process which is one of the technologies to manufacture the various missile propulsion combustion chambers, was analyzed using the rigid plasticity finite element modeling. The numerical analysis was performed using 3 rollers which forms the basic tools for the plastic deformation of the tubes. As a result of this study, the distribution of the plastic strain and the stress are obtained and compared. It was found that there exists a significant difference in the plastic deformation as well as the stress distribution due to the preform initial thickness as a result of these numerical experiments. Moreover, under ideal process condition, flow forming process results in a uniform plastic deformation in the radial direction.

• Proceedings of the Korean Society of Propulsion Engineers Conference
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• 2011.11a
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• pp.857-862
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• 2011

3 dimensional turbine exhaust gas flow was simplified to an axisymmetrical flow and calculated with detailed chemistry models. GRI 35 species-217 reaction step model and simplified 11 species 15 reaction model was applied to the secondary reaction of the turbine exhaust gas and compared. All the model captured the secondary combustion on the base region, and the temperature was 600K higher than that without turbine exhaust gas. This means the local temperature of the base can be higher in the case of real 3 dimensional flow. The simplified model show the similar results to the GRI detailed chemistry model although the former affected the engine plume structure slightly.

• Journal of the Korean Society of Propulsion Engineers
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• v.1 no.2
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• pp.22-31
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• 1997

We developed a general purpose program for the analysis of flows in the combustor with recirculating flow regime and simulated the flows. The program uses non-staggered grids based on finite volume method and the primitive variables are cartesian velocities. The combustion model is irreversible one step reaction with infinite chemistry The Favre averaged governing equations are considered and the clipped gaussian distribution is considered as a probability density function of the conserved scalar. We calculated turbulent diffusion flame with recirculating flow regime. Simulation shows two recirculating regions like experimental results. Velocity, turbulent kinetic energy, temperature and concentration distribution in simulation agree well with experimental data.

• Journal of the Korean Society of Propulsion Engineers
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• v.17 no.3
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• pp.67-75
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• 2013

The numerical analysis for the verification of preburner's cooling characteristics applying to kerosene-LOx rocket engine has been fulfilled. The distribution of combustion gas properties in primary combustion zone was calculated by the mixture ratio based on head injector arrangement, the properties of oxygen flowing in wall channels as coolant were applied under real-gas conditions, and multi-phase mixing model was employed to calculate the mixing process of primary combustion zone with liquid oxygen which was used for wall cooling. The results of numerical analysis were compared with the experimental results, hence thermo-physical properties in cooling channels and a combustor could be quantitatively identified.

• Journal of the Korean Society of Propulsion Engineers
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• v.14 no.4
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• pp.71-80
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• 2010

The KSLV-II(Korea Space Launch Vehicle-II) which being a successor of the KSLV-I is a space launch vehicle capable of delivering 1.5 ton-class satellite into a low earth orbit. The development of a 75 tonf-class liquid rocket engine(LRE) is planned on the basis of the technologies mastered through the preceded research of a 30 tonf-class LRE. The thrust chamber of the LRE is required to have higher combustion stability, structural integrity and thermal durability. This paper deals with the design requirements of the 75-tonf thrust chamber and a variety of technical considerations which have been conducted analytically in the course of the design for the realization of the requirements.