• 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.

• 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.

• 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.

• 한국항공우주학회지
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• 제33권1호
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• pp.62-68
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• 2005

액체로켓 가스발생기를 위한 인젝터를 설계하여 분사특성을 살펴보았다. 인젝터는 F-O-F triplet impinging이고 모의 추진제로 kerosene/물을 사용하였다. 인젝터의 형상설계 변수는 충돌각과 충돌거리이며 이를 이용하여 5가지의 후보 요소 인젝터를 설계하였으며, 모의 추진제를 사용하여 분사 특성을 실험하였다. 분사특성을 측정하기 위한 인자는 혼합효율과 분사각으로 모의 추진제 운동량비 0.2~1.3 범위에서 분사유량과 국부 O/F비를 측정하고 혼합효율을 계산하였다. 가스발생기용 인젝터는 농염한계의 O/F비 때문에 가장 높은 효율과 적절한 분사 각을 갖는 요소 인젝터를 선정하였고 연소 특성을 연구하기 위하여 연소실험을 실시하였다.

• 한국추진공학회:학술대회논문집
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• 한국추진공학회 2003년도 제21회 추계학술대회 논문집
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• pp.153-156
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• 2003

스월 인젝터의 분무특성을 변화시키는 기하학적인 변수인 백홀은 스월 인젝터의 내부유동이나 음향학적인 특성에도 큰 영향을 주게 된다. 백홀이 연소불안정 제거를 위하여 연소실에 부가적으로 부착하는 음향공(Acoustic cavity)과 유사한 역할을 할 수 있는지 알아보기 위하여 백홀을 Helmholtz resonator나 Quarter-wave resonator로 해석하였다. 그 결과 백홀을 가지는 스월 인젝터는 연소실내의 파동과 상쇄될 수 있는 고유주파수를 가지게 될 수 있었다. 또한 이를 위한 설계식을 제시하였다.

• 한국군사과학기술학회지
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• 제9권4호
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• pp.137-144
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• 2006

단일요소 분사기(35kgf급)의 성능시험을 통해서 입증된 recess 2mm의 축소 모사된 로켓엔진(지상추력 250kgf급 다중요소 스월 동축형 분사기)을 설계, 해석, 제작, 시험하고, 이를 통하여 주요한 설계변수에 대한 검증과정을 수행하였다. 단일요소 및 다중요소 인젝터의 분무현상을 수치 해석적으로 모사하여 중첩에 의한 분무의 변화를 해석적으로 고찰하고 적용성 및 타당성을 확인하였다. 그리고 다중요소 분사기에 대한 연소성능시험을 통하여 엔진의 정상 연소성능을 평가하고 이를 단일요소 인젝터의 연소성능과 비교하여, 대형 로켓개발에 앞서 필요한 각 축소모델에 대한 특정 스케일에서의 다중요소 인젝터에 의한 연소성능을 평가하고 설계 자료를 확보, 합리적인 분사기 설계 변수자료를 확립하였다.

• 한국자동차공학회논문집
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• 제17권5호
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• pp.107-114
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• 2009

A Common-Rail Direct Injection (CRDI) system for high speed diesel engines was developed to meet reductions of noise and vibration, emission regulations. High pressure in the common rail with electric control allows the fuel quantity and injection timing to be optimized and controlled throughout a wide range of engine velocity and load conditions. In this study, CRDI system analysis model which includes fuel and mechanical systems was developed using commercial software, AMESim in order to predict characteristics for various fuel injection components. The parameter sensitivity analysis such as throttle size, injection rate, plunger displacement, supply pressure of fuel injection for system design are carried out.

• 한국추진공학회:학술대회논문집
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• 한국추진공학회 2000년도 제14회 학술강연논문집
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• pp.7-7
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• 2000

액체추진 로켓 분야에서 비연소 혼합시험(cold flow mixing test)은 로켓엔진의 성능을 예측하고 인젝터와 관련된 문제의 진단에 도움을 줄 수 있는 자료를 확보할 수 있는 수단이 된다. 비연소 혼합시험이 실제 연소시험을 대신할 수 있는 신뢰성 있는 자료를 제공할 수는 없지만, 인젝터의 최적형상을 설계하기 위해서 실시해야할 고 비용의 연소시험에 대한 횟수를 줄일 수 있는 보조시험으로서의 역할을 할 수 있다. 혼합시험 성능이 우수한 인젝터가 수력학적인 혼합성능을 능가하는 연소반응에 의해서 실제 연소시험에서는 성능이 저하되는 경우도 있을 수 있으나 대부분의 경우에는 비연소 혼합시험에서 좋은 성능을 나타내는 인젝터는 실제 연소시험에서도 좋은 성능을 나타낸다. 일반적으로 비연소시험과 연소시험 사이의 상관 관계를 정확히 정립하기 위해서는 많은 상관 관계 변수의 적용 및 충분한 혼합시험 자료가 요구된다.

• 한국추진공학회:학술대회논문집
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• 한국추진공학회 2006년도 제27회 추계학술대회논문집
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• pp.146-149
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• 2006

단일액체추진제 하이드라진 추력기의 인젝터로부터 발생하는 분무 특성을 파악하기 위해 입자영상유속계 및 레이저 도플러 유속계 기법을 적용하였다. 입자영상유속계를 이용하여 순간 평면 이미지를 획득하고 이 영상 자료를 통해 압력에 따른 분무정도 및 인젝터 분무성능을 판단하였다. 영상 이미지에서 누락된 분무 입자의 속도 및 입경 계측을 위해 레이저 도플러 유속계 계측방법을 적용하였다. 계측된 두 실험결과를 비교함으로써 분무 특성에 대한 명확한 이해 뿐만 아니라 인젝터 설계 변수 도출이 본 연구의 목적이다.

• 한국추진공학회지
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• 제11권3호
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• pp.50-57
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• 2007

Particle Image Velocimetry(PIV) 및 Dual-mode Phase Doppler Anemometry(DPDA) 기법을 적용하여 소형 액체로켓엔진에 사용되는 인젝터의 분무특성 규명을 위한 연구를 수행하였다. PIV 측정법으로 순간평면 이미지를 획득하여 분무 거동을 정성적으로 예측하고, 분사각 관련 인젝터 성능평가 기법을 수렵하였다. 또, DPDA 측정법을 통해 액적의 속도와 크기 등의 분무거리에 따른 변이를 정량화하고, 인젝터의 미립화 성능을 관찰하였다. 본 연구의 궁극적인 목적은 분무특성에 대한 명확한 이해를 통해 개발하고자 하는 새로운 인젝터의 설계변수 도출 및 분무성능 평가기준을 마련하기 위함이다.