• 한국추진공학회:학술대회논문집
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• 한국추진공학회 2010년도 제35회 추계학술대회논문집
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• pp.733-736
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• 2010

한국항공우주연구원은 한국형발사체 2단용 액체로켓엔진의 개발 및 인증을 위한 엔진고공환경모사 연소시험설비의 예비설계를 수행하였다. 고흥 우주센터에 구축될 예정인 엔진 고공연소시험설비는 액체산소와 케로신을 공급하여 한국형발사체 2단 엔진의 고공환경모사 시험을 지상에서 수행할 수 있도록 구성된다. 고공환경 모사는 액체로켓엔진의 후류제트로 작동되는 초음속 디퓨저로 구현된다.

• 대한기계학회논문집
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• 제18권2호
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• pp.512-518
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• 1994

An experimental study is made on turbulent diffusion flames stabilized by a circular cylinder in a divergence flow. In this paper, stabilization characteristics and flame structure are examined by varying the divergence angle of duct and position of a circular cylinder. The fuel used is a commercial grade gaseous propane injected by two slit of rod. It is found that the positive pressure gradient greatly influences the eddy structure behind the rod. and that two different kinds of combustion patterns exist at the blowoff limit depending on the divergent angle of duct. They are distinguished by their wake structures: one associated with Karman vortex shedding, the other without it. Also, the blowoff velocity in the former is found to be higher than in the later.

• 한국추진공학회지
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• 제14권5호
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• pp.45-50
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• 2010

연료링의 위치 및 열차폐 코팅의 종류에 따른 연소기의 재생냉각 특성을 검토하였다. 연료링을 노즐의 중간 부분에 위치시키고 냉각채널을 분기시켜서 설계하는 방법이 열적으로 타당함을 확인하였다. 또한 복합재를 이용한 노즐확장부가 적용 가능한 기술적 상황이라면, 팽창비가 높고 열유속이 낮은 노즐 후류 부분은 이를 이용하는 것이 매우 적절하다고 판단된다. 적용 가능한 열차폐 코팅 중에서 30톤급 연소기 및 가스발생기 개발과정에서 사용했던 $Y_2O_3$ stabilized $ZrO_2$과 내산화성이 우수한 Ni/Cr을 고려하였다. 내산화성이 우수한 Ni/Cr에 비해 세라믹 코팅($Y_2O_3$ stabilized $ZrO_2$)이 열차폐 효과가 우수한 것으로 파악되었다.

• 한국항공우주학회지
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• 제42권12호
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• pp.1004-1012
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• 2014

본 연구에서는 보염기가 장착된 덕트형 연소기에 음향 가진을 주었을 때 화염의 날림 현상을 이해하기 위한 실험을 수행하였다. 화염 구조를 관측하기 위한 촬영기법으로는 $OH^*$ 자발광이 적용되었고 POD (Proper Orthogonal Decomposition) 알고리즘을 이용하여 이미지를 분석하였다. 연료는 메탄이 주 성분인 도시가스를 사용했으며 당량비를 낮춤으로써 화염 날림이 발생하도록 하였다. 공기 공급 유량, 가진 주파수 및 음압에 변화를 주며 실험을 하여 화염 날림이 발생하는 당량비를 측정하였다. 실험 조건에 따라 화염 날림 당량비 값이 크게 달랐으며 이러한 당량비 값에 변화를 주는 요인은 보염기 후류의 와류 주파수와 연소기 공진 효과의 영향으로 판단된다.

• 한국추진공학회:학술대회논문집
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• 한국추진공학회 2010년도 제34회 춘계학술대회논문집
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• pp.145-149
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• 2010

연료링의 위치 및 열차폐 코팅의 종류에 따른 연소기의 재생냉각 특성을 검토하였다. 연료링을 노즐의 중간 부분에 위치시키고 냉각채널을 분기시켜서 설계하는 방법이 열적으로 타당함을 확인하였다. 또한 복합재를 이용한 노즐확장부가 적용 가능한 기술적 상황이라면, 팽창비가 높고 열유속이 낮은 노즐 후류 부분은 이를 이용하는 것이 매우 적절하다고 판단된다. 적용 가능한 열차폐 코팅 중에서 30톤급 연소기 및 가스발생기 개발과정에서 사용했던 $Y_2O_3$ stabilized $ZrO_2$과 내산화성이 우수한 Ni/Cr을 고려하였다. 내산화성이 우수한 Ni/Cr에 비해 세라믹 코팅($Y_2O_3$ stabilized $ZrO_2$)이 열차폐 효과가 우수한 것으로 파악되었다.

• 한국연소학회지
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• 제18권4호
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• pp.29-36
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• 2013

Numerical study was conducted to clarify effects of added $CO_2$ for the downstream interaction between $H_2$-air and CO-air premixed flames in counterflow configuration. The reaction mechanism adopted was Davis model which had been known to be well in agreement with reliable experimental data. The results showed that both lean and rich flammable limits were reduced. The most discernible difference between the two with and without having $CO_2$ addition into $H_2$-air and CO-air premixtures was two flammable islands for the former and one island for the latter at high strain flame conditions. Even a small amount of $H_2$, in which $H_2$-air premixed flame cannot be sustained by itself, participates in CO oxidation, thereby altering the CO-oxidation reaction path from the main reaction route $CO+O_2{\rightarrow}CO_2+O$ with a very long chemical time in CO-air flame to the (H, O, OH)-related reaction routes including $CO+OH{\rightarrow}CO_2+H$ with relatively short chemical times. This intrinsic nature alters flame stability maps appreciably. The results also showed that chemical effects of added $CO_2$ suppressed flame stabilization. Particularly this phenomenon was appreciable at flame conditions which lean and rich extinction boundary was merged. The detailed discussion of chemical effects of added $CO_2$ was addressed to the present downstream interaction.

• 한국연소학회지
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• 제20권1호
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• pp.6-14
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• 2015

Numerical study was conducted to clarify effects of added $H_2O$ for the downstream interaction between $H_2$-air and CO-air premixed flames in counterflow configuration. The reaction mechanism adopted was Davis model which had been known to be well in agreement with reliable experimental data. The results showed that both lean and rich flammable limits were reduced in increase of strain rate. The most discernible difference between the two with and without having $H_2O$ and/or $H_2$ addition into $H_2$-air and CO-air premixtures was two flammable islands for the former and one island for the latter at high strain flame conditions. Even a small amount of $H_2$, in which $H_2$-air premixed flame cannot be sustained by itself, participates in CO oxidation, thereby altering the CO-oxidation reaction path from the main reaction route $CO+O_2{\rightarrow}CO_2+O$ with a very long chemical time in CO-air flame to the OH-related reaction routes including $CO+OH{\rightarrow}CO_2+H$ with very short chemical times. This intrinsic nature alters flame stability maps appreciably. The results also showed that chemical effects of added $H_2O$ help lean flames at relatively low strain rate be sustained, and suppress the flame stabilization at high strain rates.

• 한국진공학회지
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• 제17권3호
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• pp.189-194
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• 2008

플라즈마 진단법 중 손쉽고 구동이 용이한 장점으로 인해 범용 플라즈마 진단 장치로 사용되는 랑뮤어 (Langmuir) 탐침법은 탐침이 직접 플라즈마 내에 삽입됨으로써 플라즈마를 간섭하기 때문에 플라즈마 고유의 특성을 변형시키는 약점이 있다. 본 연구에서는 대기압 아르곤 자유 연소 아크 (free-burning arc)에 삽입된 랑뮤어 탐침에 의한 교란 영향을 고찰하기 위하여 탐침 유무에 따른 열플라즈마 상태를 수치계산 하였고, 온도장과 속도장이 왜곡된 정도를 비교 분석하였다. 열플라즈마를 모델링하기 위하여 열유동장과 전자기장에 관한 두 종류의 지배방정식을 상용 CFD 프로그램과 자체 제작한 서브루틴을 이용하여 연계 계산하였다. 삽입된 탐침에 의해 열플라즈마 온도장은 탐침의 앞뒤에서 모두 플라즈마 축의 수직 방향으로 큰 변화를 나타내는 열적 교란이 발생되었다. 속도장에서는 탐침 선단의 정체 영역과 후단 후류 영역에서 유동 교란이 발생되었으며, 삽입 된 탐침의 영향이 국부적인 것이 아닌 플라즈마 유동장 대부분 영역에 영향을 미침을 확인할 수 있었다. 따라서 탐침법의 신뢰성을 높이기 위해서는 탐침 삽입에 의한 플라즈마의 열유체역학적 교란을 고려해야 한다.

• 대한기계학회논문집
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• 제19권11호
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• pp.2981-2994
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• 1995

In order to elucidate the effects of positive pressure gradient on flame properties, structure and stabilization, an experimental study is made on turbulent diffusion flame stabilized by a circular cylinder in a divergent duct flow. A commercial grade gaseous propane is injected from two slits on the rod as fuel. In this paper, stabilization, characteristics and flame structure are examined by varying the divergent angle of duct. Temperature, ion current and Schlieren photographs were measured. It is found that critical divergent angle is expected to be about 8 ~ 12 degree through blow-off velocity pattern to divergent angle and the positive pressure gradient influences the flame temperature, intensity of ion current and eddy structure behind the rod. With the increase of divergent angle, typical temperature of recirculation zone is low but intensity of ion current is high in shear layer behind rod. Energy distributions of fluctuating temperature and ion current signals turn up low frequency corresponding to large scale eddies but high frequency corresponding to small scale eddies as well as low with the increase of divergent angle. Therefore the flame structure becomes a typical distributed-reacting flame.

• 한국추진공학회지
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• 제19권1호
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• pp.76-86
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• 2015

대한민국의 새로운 우주발사체인 KSLV-II에는 적합한, 자신만의 발사운용을 위해서 새로운 발사대 시스템 개발이 요구된다. 새로운 발사대시스템은 운용 효율성의 극대화와 경제성 측면에서 나로우주센터의 기존 KSLV-I 발사대 인근에 구축될 예정이다. 발사대시스템은 통상 기계설비, 전기설비, 그리고 추진제설비의 세 가지 지상설비들로 구성되는데, 이 중 추진제공급설비는 발사체 운용에 필요한 추진제 및 각종 가스류를 보관하고 조건에 맞게 공급하는 시스템들의 집합체로 정의된다. 본 논문에서는 한국형발사체 발사대시스템의 추진제공급설비에 대한 구성 및 기능과, 발사 시 발생하는 고온 고속의 연소 후류를 안전하게 배출하기 위한 화염유도로 형상에 대한 설계 결과를 소개하고자 한다.