• 한국산학기술학회논문지
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• 제17권6호
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• pp.650-655
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• 2016

본 논문에서는 요소수를 적용하는 SCR 인젝터의 내부유동에 대한 전산 유동해석을 수행하였다. 유동해석에 적용된 인젝터는 경사진 노즐과 스월디스크를 갖는 스월타입의 단홀 인젝터이다. 인젝터 니들의 최대 리프트 및 열림 속도를 인젝터의 설계 변수로 선정하였다. 비정상 상태로 작동하는 노즐 내부의 유동 특성을 해석하기 위하여, 움직이는 물체에 적용이 가능한 Moving Grid 기법을 적용하여 정밀한 인젝터 니들의 움직임을 모사하였다. 유동해석 결과, 인젝터 니들의 속도가 증가할수록 출구를 통한 요소수 유량은 감소하는 것으로 나타났다. 이는 인젝터 니들의 속도가 빨라질수록, 인젝터 니들 하부의 빈 공간을 채우려는 유량이 증가하고, 이러한 요소수 유량의 증가가 노즐 출구로 방출되는 유량의 감소를 유발하게 된다. 요소수 유동이 인젝터 노즐에서 출구 쪽으로 진행할수록, 스월 유동은 감소하였다. 이는 유동과 노즐 벽면과의 마찰에 기인한 것으로 사료된다. 또한, 최대 리프트 유지기간에서, 니들 리프트가 높을수록 스월 계수와 평균 스월 계수가 증가하는 경향을 보였다. 본 연구의 결과는 관련된 Urea-SCR 인젝터의 기본 설계 자료로 활용될 수 있을 것이다.

• 대한기계학회논문집A
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• 제37권11호
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• pp.1361-1369
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• 2013

본 연구에서는 다공홀 인젝터 내부 유동에 대한 CFD 시뮬레이션 해석(ANSYS 13.0 CFX)을 직접 수행하였다. 이러한 결과를 바탕으로 인젝터 노즐 설계변수가 캐비테이션에 미치는 영향을 파악하기 위해 실험계획법이 적용되었다. 각 설계변수의 설계민감도 및 신호 대 잡음비 분석을 위해 캐비테이션 유동에 영향을 미친다고 판단되는 설계변수는 노즐 홀 직경, 노즐 홀 길이, 노즐 홀 각도 및 노즐 홀의 K-factor로 지정하였다. 또한 16 개 실험점으로 각 변수의 영향을 분석하였다. 본 연구에서 노즐 내부유동을 파악하기 위하여 수치해석 프로그램과 신호 대 잡음비 분석이 본 논문에 적용되었고 그 결과, K-factor의 변화가 노즐 홀 길이와 노즐 홀 각도의 변화보다 인젝터 내부 캐비테이션 생성에 미치는 영향이 더 크다는 것을 알 수 있었다.

• 한국자동차공학회논문집
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• 제21권6호
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• pp.108-116
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• 2013

Diesel engine injector is used for spraying the fuel into the cylinder chamber. Complex phenomenon like cavitation occurs from small scale domain, highly pressurized condition and rapid injection. Flow inside the nozzle affects the whole engine performance including combustion and exhaust, therefore understanding the flow inside the injector nozzle is very important. In this paper, cylindrical and convergent-divergent nozzles are suggested for nozzle types and their influences on nozzle internal flow and nozzle outlet characteristics will be analyzed by changing their outlet diameters.

• 한국항공우주학회지
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• 제39권4호
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• pp.341-347
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• 2011

본 연구는 기존의 인젝터와 새로운 형태의 인젝터를 비교분석 함으로써 소형 추력기의 성능을 연구하였다. 기존의 인젝터는 볼록한 표면에 8개의 노즐로 구성되어 액체 추진제를 분사하는 형태로 제작되었다. 우리가 제안한 새로운 형태의 인젝터는 오목한 표면에 4, 5, 6, 8, 9개의 노즐로 구성된 충돌형 인젝터이다. 노즐의 구멍을 통해 분사되는 액체추진제는 축 방향으로 한 점에서 부딪히게 설계되었으며, 이는 분사되는 액체 추진제의 입자를 더욱 세분화하여 사방으로 일정하게 분무할 수 있도록 하였다. 본 논문에서는 전산유체역학, 입자 유속계 및 고속 카메라를 이용하여 분무 가시화 및 인젝터의 성능을 연구 하였다.

• 한국추진공학회:학술대회논문집
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• 한국추진공학회 1999년도 제12회 학술강연회논문집
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• pp.4-4
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• 1999

최근 충남대에서는 다양한 추진제와 연소 조건으로 액체로켓 연소 실험이 진행되고 있으며 그에 비례하여 많은 사고들이 발생하고 있다. 한 예로 GO$_2$/kerosene을 추진제로 하는 노즐삭마 시험용 로켓엔진(추력 1001bf, 연소실 압력 600psia) 개발 중에 화염이 인젝터면에 형성되어 인젝터면을 손상시키는 사고를 여러 번 경험하게 되었다. 본 연구는 인젝터 손상의 원인을 규명하여 안정적인 인젝터 설계에 도움을 주기 위한 목적으로 실험용 동축 인젝터를 제작하여 화염 부상 특성을 실험적으로 연구하였다. 사용된 인젝터는 연료인 Kerosene을 접선형 선회기로부터 90$^{\circ}$의 원뿔 각을 가지고 분무되도록 설계하였으며, 그 주위로 산하제인 GO$_2$가 연소실의 축방향에 수평하게 분무되도록 설계하였다. 2-유체 동축 인젝터의 난류 확산 화염에서 연료와 산화제의 혼합은 화염 특성을 결정하는 주요 변수이므로 인젝터로부터 분무되는 추진제간의 유량을 변화시켜 화염 부상 특성을 연구하였다.

• 한국추진공학회:학술대회논문집
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• 한국추진공학회 1999년도 제12회 학술강연회논문집
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• pp.1-1
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• 1999

액체로켓엔진은 인젝터, 추력실, 노즐 등으로 구성되어 있으며, 이들 구성요소 중에서 연소성능과 연소안정성에 가장 지배적인 요소는 인젝터이다. 본 연구에서는 액체로켓엔진에 사용될 인젝터의 F-O-O-F 충돌형 Uni-element 인젝터를 설계하였으며 특히, F-O-O-F 충돌형 인젝터는 두 단계의 충돌과정으로 구성되는데, 첫단계 충돌은 산화제와 연료 오리피스의 분무로 충돌이 이루어져 Liquid Sheet가 형성되며 다음 단계로는 이러한 양쪽의 Liquid Sheet가 서로 충돌하여 미립화가 진행되는 두단계 충돌과정으로 이루어지게 된다. 그러므로 인젝터의 가공 정밀도가 매우 높아야 하며 인젝터 오리피스 크기나 각도 등의 어느 하나라도 정밀도가 낮게 가공된다면 연소성능과 연소안정성에 심각한 영향을 주게 된다.

• 한국추진공학회:학술대회논문집
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• 한국추진공학회 2007년도 제28회 춘계학술대회논문집
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• pp.97-101
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• 2007

산화제 과잉 예연소기용 인젝터의 분무특성을 연구하였다. PDPA 측정은 인젝터의 압력 조건이 연료 $25kgf/cm^2$와 산화제 $10kgf/cm^2$일 때 수행하였다. 노즐 끝단으로부터 100 mm일 때 액적크기는 $210{\mu}m$이며, 액적 속도는 38 m/s로 측정되었으며, 액적 속도는 노즐 끝단에서 멀어질수록 감소였다. 산화제 분무가 산화제과잉 분사기의 혼합특성을 지배하는 주된 인자임을 확인하였다.

• 한국추진공학회지
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• 제12권5호
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• pp.9-17
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• 2008

액체추진제 추력기 인젝터로부터 발생하는 분무의 분열과 확산거동을 파악하기 위해 이중모드 위상 도플러속도계(DPDA)를 사용하여 분무액적의 준3차원적 공간분포를 계측하고 도시한다. 분무는 27.6 bar의 분사압력 조건에서 길이-직경비가 1.67인 노즐 오리피스로부터 지면에 수직으로 분사된다. 분무 액적의 수직 및 수평방향 평균속도, SMD, 그리고 체적유속은 분무의 상류/중심에서 하류/외곽으로 이동함에 따라 분무분열에 의해 그 크기가 감소한다. 분무특성 인자들의 대칭적 분포 경향에도 불구하고 그들의 절대값은 노즐 오리피스 중심축을 기준으로 대칭이 아니다.

• 동력기계공학회지
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• 제12권5호
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• pp.14-19
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• 2008

In order to meet stringent future emission regulations, especially to reduce Particulate Matter (PM) and NOX, stoichiometric diesel combustion technology with a piezo group-hole nozzle injector is being researched for reduction harmful emissions. A new nozzle layout, namely a group-hole nozzle, which has one group of small orifices with a wide spray included angle was investigated to improve the efficiency of stoichiometric diesel combustion. From this point of view, the group-hole nozzle suggested by Dense Co. is an attractive candidate method applicable to stoichiometric diesel combustion. The group-hole nozzle concept is to reduce the injector nozzle hole diameters without sacrificing spray penetration by closely locating two holes. Experimental studies have proven that the spray from group-hole nozzles have similar spray penetration to that of a single hole with equivalent overall nozzle hole area, but the spray drop sizes (SMD) are reduced, aiding vaporization and mixing.

• 한국추진공학회:학술대회논문집
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• 한국추진공학회 2011년도 제37회 추계학술대회논문집
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• pp.139-142
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• 2011

본 연구팀에서 개발 중인 하이드라진 추력기의 설계성능 검증에 앞서 요소부품인 비충돌형 인젝터에 대한 인수시험 및 수류시험을 수행하였다. 실험에 사용된 인젝터는 추진제 주입압력 24.6 $kg_f/cm^2$에서 70 N의 공칭추력을 내는 하이드라진 추력기에 장착되는 것이다. 각각의 인젝터 노즐 오리피스의 미세한 가공오차에 기인하여 미립화 특성 차이가 관찰되기는 하였으나, 인젝터 분사각 관련 성능평가에서는 모든 오리피스가 합격범위에 있음이 확인되었다.