• Proceedings of the Korean Society of Propulsion Engineers Conference
• /
• 1998.10a
• /
• pp.4-4
• /
• 1998

고체 추진제의 비정상적인 연소 현상을 해석하여 연소 불안정을 예측하는 것은 추진시스템의 설계 시 매우 중요하다. 로켓의 비정상 연소 현상을 해석하기 위하여 많은 이론적 연구가 진행되어 왔다. 이론적인 해는 주로 선형 해석의 결과들로 정상 상태에서 발생하는 불안정 현상을 예측하는 데에는 적합하지만 비정상 현상을 설명하기에는 부족하다. 따라서 수치 기법을 이용한 비선형 해석이 수행되어 졌다. 기존의 비정상 연소에 관한 연구들은 일정한 물성치를 사용하고 추진제 내에서의 화학 반응과 복사 열전달 등을 무시하여 추진제의 특성을 단순화 시켜 비정상 해석을 수행하였다. 본 연구에서는 비정상 연소 현상에 대한 비선형 수치 해석을 하려한다. 실험에서 밝혀진 것과 같이 추진제의 물성치를 온도의 함수로 사용하고 응축영역으로의 복사 열전달을 고려하였다.

• Proceedings of the Korean Society of Propulsion Engineers Conference
• /
• 2000.11a
• /
• pp.22-22
• /
• 2000

고체 추진제에서 연소실 압력이 급격히 변하는 비정상 상태에서의 연소 특성은 정상 상태와 다른 경향을 보인다. 고체 추진 시스템에서 안정적이고 필요한 성능을 얻기 위해서는 이러한 비정상 상태에서 일어나는 현상에 대한 예측이 필요하다. 고체 추진제에서 비정상 연소는 크게 두 가지 경우에 나타나게 된다. 그 중 하나는 소염을 위하여 연소실내 압력강하가 일어나는 경우이며, 다른 하나는 점화 후 압력이 상승하는 경우이다. 급격한 압력 강하로 인한 고체 추진제의 소염에 대하여 그 동안 많은 연구들이 진행되었다.(중략)

• Journal of the Korean Society for Aeronautical & Space Sciences
• /
• v.50 no.5
• /
• pp.339-347
• /
• 2022

The post chamber in hybrid rocket is installed to induce additional increase in combustion enthalpy by allowing continuous burning of the liquefied fuels. When paraffin wax fuel is used, unsteady pressure oscillations are observed only at the beginning of combustion. This study intends to investigate the effect of additional combustion of liquefied fuel droplets on the occurrence of unsteady pressure fluctuations. For this, the combustion in post-chamber was visualized and image analysis using POD(Proper Orthogonal Decomposition) technique was performed. In addition, the hypothesis was proposed on the occurrence of unsteady pressure oscillations by identifying the modes including the behavior of droplets through mode reconstruction. Conducting a series of combustion tests, the amount of liquefied fuel flowing into the post chamber and the generation of fuel droplets were controlled. Also, the changes in frequency characteristic of unsteady pressure oscillation were monitored. As a result, the unsteady pressure oscillations observed in paraffin wax combustion were the result of additional combustion of fuel droplets generated in the post chamber.

• Journal of the Korean Society of Propulsion Engineers
• /
• v.6 no.2
• /
• pp.75-84
• /
• 2002

A numerical analysis of unsteady motion in solid rocket motors with a nozzle has been conducted. The numerical formulation including modified $\kappa$-$\varepsilon$ turbulence model treats the complete conservation equation for the gas phase and the one-dimensional equations in the radial direction for the condensed phase. A fully coupled implicit scheme based on a dual time-stepping integration algorithm has been adopted to solve the governing equations. After obtaining a steady state solution, pulse and periodic oscillations of pressure are imposed at the head-end to simulate acoustic oscillations of a travelling-wave motion in the combustion chamber. Various steady and unsteady state features in the combustion chamber of a rocket motor has been analyzed as results of numerical calculations.

• Journal of the Korean Society of Propulsion Engineers
• /
• v.13 no.2
• /
• pp.17-25
• /
• 2009

A typical unsteady internal ballistic analysis model was proposed to take account of the erosive burning with the variance of local velocity and pressure along the grain surface of a solid rocket combustor. To validate the model of concern in the study, both cases of non-erosive and erosive burning were compared with the previous researches with marginal accuracy. It was quantitatively investigated that the combustion pressure, grain length, initial temperature, and vaporization temperature of propellant affect the erosive burning characteristics.

• Proceedings of the Korean Society of Propulsion Engineers Conference
• /
• 2008.11a
• /
• pp.221-226
• /
• 2008

A typical unsteady internal ballistic analysis model was proposed to take account the erosive burning with the variance of local velocity and pressure along grain surface to the axis of a solid rocket combustor. The model introduced in this study showed good agreements with the results of previous research. It was investigated that the combustion pressure, grain length, initial temperature, and vaporization temperature of propellant affect on the erosive burning.

• Proceedings of the Korean Society of Propulsion Engineers Conference
• /
• 1998.04a
• /
• pp.29-29
• /
• 1998

고체 추진제 연소불안정에 관한 해석은 준-정상 1차원 해석인 QSHOD(Quasi-Steady Homogcneous One-Dimension)에 의하여 단순화된 지배방정식을 이용하여 응축영역을 해석하는 것이 일반적이다. 이때 외부교란에 대한 기체영역과 표면반응 영역의 응답은 화학반응이 발생하지 않는 고체영역의 응답에 비하여 매우 빠르므로 준-정상적인 거동을 한다. 본 연구에서는 복사열전달에 의한 열속(heat flux)이 고체 추진제의 표면에 존재하며 이 중의 일부가 고체영역에서 흡수될 때 표면에서의 선형교란을 고려한 ZN(Zeldovich-Novozhilov) 방법을 이용하여 연소불안정 현상을 이론적으로 해석하여 연소불안정 현상을 설명할 수 있는 연소 응답함수를 구하였다. 본 연구에서 얻어진 응답함수를 해석함으로써, Zebrowski등$^{(5)}$ 에 의하여 얻어진 복사열 교란에 대한 응답함수가 과소 평가된 응답특성을 나타내고 있음을 알았다. 또한 응답함수의 고유불안정성을 판별하는 민감계수 r과 k의 영역의 해석으로부터 SOn등$^{(6)}$ 에 의하여 밝혀진 안정 경계선의 안정한 영역보다 본 연구에서 구한 안정 경계영역이 줄어드는 경향을 보여주고 있다. 이것은 (6)에서 과소 평가된 복사열전달의 영향을 수정한 결과 때문이다.

• Proceedings of the Korean Society of Propulsion Engineers Conference
• /
• 2017.05a
• /
• pp.628-631
• /
• 2017

An experimental study of the combustion characteristics according to the equivalence ratio of hydrocarbon fuel/air premixture excited by ultrasonic standing wave are presented. The image of the propagating flame was acquired using a high-speed camera, and the combustion characteristics of each fuel were closely observed through image processing. it was conformed that ultrasonic standing wave has been found to stimulate the combustion reaction in the stoichiometric ratio.

• Proceedings of the Korean Society of Propulsion Engineers Conference
• /
• 2010.11a
• /
• pp.419-422
• /
• 2010

An unsteady numerical combustion analysis was performed to investigate the combustion characteristics of A Dual Combustion Ramjet(DCR) engine using a gas generator. According to a variance of the equivalence ratio of the gas generator, the flow pattern in the combustor was analyzed. A typical acoustic frequency in the combustor was observed by detail analysis of pressure fluctuation at each location of the combustor.

• 한국연소학회:학술대회논문집
• /
• 1998.10a
• /
• pp.111-122
• /
• 1998

수정된 연소 반응 함수[9]를 이용하여 복사 열속 교란에 대한 연소 반응 특성을 살펴 보았다. DB N5추진제에 대한 Son 등[6]의 실험 결과오 비교할 때 본 연구에서 사용한 연소 반응 함수가 낮은 활성화 에너지에서 비슷한 피크를 예측할 수 있었다. 이것은 Son 등[6]에 의해 과소 평가된 복사 열속의 영향이 고려되었기 때문인 것으로 판단 된다. 민감 변수들을 구하기 위하여 Iribicu 등[2]이 제시한 정상 연소 관계식을 이용하였는데, 표면 온도에 대한 정상 연소율 변화를 비교한 결과 Zanotti[8]의 AP2 추진제의 실험 결과와 정성적으로 비슷한 결과를 나타내었다. Zebrowski 등[4]의 연소 반응 함수와도 비교하였는데 활성화 에너지가 Zanotti[8]가 제시한 범위의 값을 가질때는 피크에 있어 상당한 차이를 보이지만, 그 보다 더 큰 활성화 에너지에서는 $f_rJ$의 영향이 거의 사라져 비슷한 결과를 보여주고 있다. 이는 활성화 에너지가 클수록 본 연구에서 사용한 연소 반응 함수가 [6]과 같아지지만, [8]에서 제시된 활성화 에너지 범위에서는 본 연구에서 사용한 연소 반응 함수로 예측함이 타당함을 의미한다.