• 한국분무공학회지
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• 제23권2호
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• pp.49-57
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• 2018

Numerical study under single-injection on bi-swirl coaxial injectors with different recess lengths was performed using ANSYS Fluent. The bi-swirl coaxial injectors which consisted of inner closed-type and outer open-type swirl injectors, had three different recess lengths. By changing mass flow rates, numerical simulation was repeated using the Reynolds stress BSL turbulent model. The numerical results such as discharge coefficient and spray angle were compared with previous experimental data and were found to be approximately matched well with them, irrespective of recess length. Quantitative data which was hard to be measured from experiments, were successfully obtained through the present numerical study.

• 한국분무공학회지
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• 제23권4호
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• pp.159-168
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• 2018

Thrust throttling in a liquid rocket engine can be implemented via several ways such as high pressure drop injector, dual manifold, multiple chamber, pintle injector, and gas injection. Thrust throttling using gas injection controls thrust by usually injecting inert gas into propellant through an aerator to reduce the propellant's bulk density. In this study, the outside-in aerator was used in the propellant line to create two phase flow. Closed-type, open-type, and screw-type bi-swirl coaxial injectors were utilized for investigating throttling characteristics such as pressure drop, mixture density, and discharge coefficient according to gas-liquid mass ratio.

• 한국추진공학회지
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• 제26권1호
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• pp.47-59
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• 2022

리세스 길이가 다른 4개의 와류동축형 분사기를 적층제조 방식으로 제작하였다. 상압 환경에서 물과 공기를 모사추진제로 하여 단일분사 및 혼합분사 수류실험을 수행하였다. 리세스 길이와 추진제 유량 조건에 따른 분사차압과 유량계수를 확인하였고, 이미지 분석을 통해 분열길이와 분무각을 측정하였다. 혼합분사 분사차압 및 유량계수 결과에서 액체 분사기는 리세스에 영향을 받지 않았다. 하지만 기체 분사기는 리세스 길이 증가에 따라 분사차압이 증가하고 유량계수가 감소하였다. 단일분사 시 분열길이는 리세스 증가에 따라 길어졌지만, 혼합분사에서는 반대로 감소하였다.

• 한국추진공학회:학술대회논문집
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• 한국추진공학회 2011년도 제36회 춘계학술대회논문집
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• pp.69-72
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• 2011

추력 75톤급 액체로켓엔진용 가스발생기의 초기 검증을 위한 세 번째 축소형 모델에서 연소시험이 수행되었다. 본 논문에서는 세 번째 축소형 가스발생기 모델의 연소시험 중 발생한 저주파 연소불안정에 대한 분석 결과를 기술하였다. 이러한 저주파 압력섭동은 연소실 압력, 산화제/연료 분사기의 차압과 연관된 것으로 판단된다.

• 한국항공우주학회지
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• 제44권4호
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• pp.343-351
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• 2016

초임계 환경에서 작동하는 와류형 분사기의 극저온 질소 분무특성을 3차원 LES 수치기법을 적용하여 연구하였다. 초임계 상태에서 질소의 상태량을 예측하기 위해 초임계 상태에서 적용되는 상태방정식들을 비교하여 가장 정확한 SRK 상태방정식을 적용하였다. 또한 점성계수와 열 전도도는 Chung이 제안한 고압상태 혼합물에 대한 방정식을 적용하였으며 확산계수는 Fuller의 이론에 Takahashi가 제안한 방정식을 적용하였다. 질소로 채워진 50bar의 챔버에 5bar의 차압으로 질소를 분무하여 수치해석을 수행하였다. FFT를 이용한 주파수 분석을 통해 대수적 Smagorinsky와 동적 Smagorinsky를 실험결과와 비교하여 동적모델이 더 적합함을 판단하였다. 분사기 내부의 액막, 가스층에서 나타나는 불안정성과 분사기 외부에서 나타나는 불안정성의 원인에 대해 분석하고, 불안정성이 분사기 내부로 전파되는 현상에 대해 조사하였다. 또한 분무각에 대하여 실험 결과와 비교 검증하였다.

• 한국추진공학회:학술대회논문집
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• 한국추진공학회 2010년도 제35회 추계학술대회논문집
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• pp.614-615
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• 2010

단순화한 물리적 접근방법을 통해 산화제 과잉 예연소기 혼합헤드에서의 추진제 분포를 예측하였다. 혼합헤드는 와류형의 7개의 연료 분사기와 24개의 산화제 분사기가 벌집형태로 배열된 형태이며 혼합헤드에서의 혼합비는 15이다. 예측결과 혼합비 분포는 중심에서 약 9 정도를 보였으며 외각으로 갈수록 점점 커져 연소실 벽에서는 약 30 정도를 보였다.

• 한국추진공학회지
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• 제8권1호
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• pp.54-60
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• 2004

로켓 엔진 분사기 성능에 주요한 영향을 미치는 설계 인자 파악을 위해 이중 와류 동축형 분사기의 연소 특성에 대한 실험적 연구를 수행하였다. 본 시험에서 적용한 강제 냉각 구리 노즐은 모델 연소기를 재 사용할 수 있도록 하였다. 연소 특성에 큰 영향을 미치는 함몰 길이 변화에 따른 연소 특성 변화 파악을 위해 두 가지 종류의 분사기가 제작되어 시험에 사용되었다. 함몰 길이의 변화는 분사기의 연소 시험 시 수력학적 특성뿐만 아니라 연소 효율에 많은 영향을 미치는 것으로 파악되었다. 함몰 계수가 2인 경우 내부 혼합이 이루어지며 이는 함몰 계수가 1인 경우에 대비하여 연소 효율이 증가하며, 안정된 연소 특성을 보였다 그러나 동일한 추진제 유량을 분사하기 위해 요구되는 압력 차이가 내부 혼합이 이루어지는 경우 상대적으로 상승하는 것으로 밝혀졌다.

• 한국추진공학회지
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• 제17권5호
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• pp.86-94
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• 2013

로켓의 연소불안정과 관련되어 분사기의 동특성을 연구하는 일은 중요하다. 와류형 분사기의 동특성에 대해서는 많은 연구가 이루어졌지만 충돌형 분사기의 동특성에 대해서는 알려진 바가 거의 없다. 따라서 본 연구에서는 충돌형 분사기의 동특성을 규명하기 위해 이에 관한 실험을 수행하였으며 동적거동을 생성시키기 위해 특별히 제작된 압력섭동기(mechanical pulsator)가 사용되었다. 가진주파수와 매니폴드 압력의 여러 조건 하에서 게인(gain)과 위상차(phase difference)를 분석하였고 주파수는 5, 10, 15 Hz의 낮은 영역에 맞춰졌다. 제트 속도를 결정하기 위한 방법에 대해 논의하였으며 실험과정 중에 나타난 특정현상이 클라이스트론(Klystron) 효과와 관련이 있는 것으로 판단되어 이에 대해 고려하였다.

• 한국추진공학회:학술대회논문집
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• 한국추진공학회 2011년도 제36회 춘계학술대회논문집
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• pp.103-108
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• 2011

초임계환경에서 작동하는 케로신/액체산소 동축와류형 분사기의 혼합특성을 수치적으로 연구하였다. 케로신 물성치를 계산하기 위하여 써로게이트 모델이 적용되었다. 난류모델은 LES를 기반으로 하였고, 초임계영역의 상태량을 계산하기위해 SRK 상태방정식, 점성계수와 열전도도에 대하여 Chung이 제안한 고압상태 혼합물에 대한 방정식, 확산계수에 대하여 Fuller 이론에 Takahashi가 제안한 고압상태의 특징을 고려한 식을 적용하였다. 연소실 압력변화에 따른 분사기와 연소실에서의 열역학적 물성치와 혼합특성을 관찰하였다. 또한 분사기의 압력섭동 스펙트럼밀도를 분석하였다.

• 한국추진공학회:학술대회논문집
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• 한국추진공학회 2004년도 제23회 추계학술대회 논문집
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• pp.282-287
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• 2004

Unielement combustion tests were conducted using coaxial bi-swirl injectors. Major experimental parameters were a recess length and a fuel-side swirl chamber. Combustion efficiency mainly depends on a mixing mechanism for the present coaxial swirl injectors. Low-frequency pressure excitations around 200Hz were observed for all injectors. However, dynamic behaviors considerably differ for an external and an internal mixing case controlled by a recess length. The internal mixing induces mixture to be biased at a specific frequency in a mass flow rate, which results in a relatively high amplitude of pressure fluctuations but results for the external mixing case show that fuel and oxidizer mixture flow carries more complicated, multiple wave characteristics due to broad mixing region as well as disintegration and merging phenomena of propellant films.