• 화약ㆍ발파
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• 제33권3호
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• pp.21-28
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• 2015

본 연구의 목적은 연속적 폭굉속도(VOD) 측정시스템을 이용하여 상용 테르밋 반응 혼합제의 연속적인 연소전파거동을 측정하기 위한 방법을 제안하기 위함이다. 두 종류의 상용 VOD 센서(VOD PROBEROD-OS, VOD PROBEROD-HS)와 자체개발한 VOD 센서(VOD PROBEROD-ES)를 기존 연속적 VOD 측정시스템에 적용하여 테르밋 반응과정에서 발생하는 연소전파속도(VOC)를 측정한 결과, 자체 개발한 VOD PROBEROD-ES 센서만 정상적인 연속적 연소전파거동을 보여주었다. 결과적으로, 철재튜브 내 장전된 테르밋 반응 혼합제는 기폭점으로부터 100mm 이내에서 약 200m/s의 연소전파속도를 보였으며, 100mm와 300mm 구간에서 급작스럽게 증가하여 음속의 2배에 가까운 VOC를 나타내었다. 그 이후 서서히 증가하여 최종적으로 800m/s까지 증가하는 경향을 보였다. 이러한 결과는 테르밋 반응 혼합제를 이용하여 정상적인 VOC나 위력을 기대하기 위해서는 철재튜브 등으로 완전히 구속된 상태에 길이 300mm 이상 장전하여야 함을 의미한다.

• 한국항공우주학회지
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• 제32권10호
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• pp.102-111
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• 2004

본 논문에서는 와류분사기를 가진 액체로켓엔진용 축소형 연소기의 설계/제작/시험에 대해 기술하였다. 와류분사기는 내부에 액체산소 외부에 케로신을 공급하여 노즐 외부에서 혼합하는 구조를 가지고 있다. 축소형 연소기는 분사기 헤드, 삭마 냉각방식의 내열재 연소실 그리고 물냉각 노즐로 구성되어 있다. 분사기 헤드는 18 개의 주 분사기, 하나의 중앙 분사기, 연료 메니폴드, 산화제 메니폴드 그리고 추진제 분배기 등으로 구성되어 있다. 축소형 연소기 제작 후 수류시험 및 점화시험을 거쳐 설계점 및 탈설계점에서의 연소시험을 성공적으로 수행하였다. 연소시험결과 분사기 차압은 수류시험시의 값과 비슷하였고 연소효율은 목표치보다 높게 나왔으며, 정상연소시 동압의 진폭은 규격조건을 만족하였고 고주파 연소 불안정은 발생하지 않았다.

• 한국항공우주학회지
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• 제30권1호
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• pp.88-94
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• 2002

고압의 불활성 기체를 이용하여 엔진에 추진제를 공급하는 액체로켓의 경우, 추진제 탱크의 압력은 정상연소상태의 연소압을 기준으로 하여 설계한다. 그러나 연소초기의 연소실 압력은 대기압 상태이므로 과도한 유량이 공급되어 이로 인해 hard-start가 발생하며, 최악의 경우 엔진의 파손을 가져온다. 본 연구에서는 이러한 문제를 해결하고 안정된 연소를 위하여 개선된 추진제 공급시스템을 제안하며, 이는 실제 연소실험을 통해 그 성능을 규명 하였다. 이 공습시스템은 연소 초기 및 연소 중의 일정한 유량공급을 위해 Cavitating Venturi를 사용하는 시스템이다. Cavitating Venturi는 오직 공급압력에 의해서만 유량이 결정되며, 출구압력에 영향을 받지 않으므로 연소 초기는 물론이고, 연소 중 이상 연소에 의해 연소압이 떨어져도 설계치 이상의 유량이 공급되지 않는다. 본 실험을 통해서 Cavitating Venturi의 설계 영역에서의 유량에 대한 안정성이 입증되었기 때문에, Cavitating Venturi는 액체로켓 이외의 압력강하량 변화가 큰 시스템에서 매우 효과적일 것이다.

• 한국기계가공학회지
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• 제10권5호
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• pp.125-130
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• 2011

The characteristics of unsteady combustion were experimentally investigated using confined premixed flames stabilized by a rearward-facing step. The unsteady combustion used in this experiment plays an important role in controlling self-excited combustion oscillations and it has usually desirable performance such as high load combustion and low pollutant emission. It is known that combustion oscillation is occurred if Rayleigh's criterion is satisfied. The pressure fluctuation and OH-emission fluctuation were measured using pressure transducer and OH optical fiber respectively and then cross-corelation and phase difference were calculated to apply Rayleigh's criterion.

• 기계저널
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• 제33권12호
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• pp.1063-1068
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• 1993

왕복식엔진에서 연소과정은 실린더내 유체유동에 지배되므로 최적조건의 엔진설계를 위해서는 실린더내 유체유동을 효과적으로 이용하는 것이 필요하다. 연소과정에 중요한 영향을 미치는 압축말기 연소실내 난류강도는 흡입과정시 생성된 유동의 에너지가 압축과정을 거치면서 작은 스케일의 에디(eddy)로 깨지면서 발생된다. 연소과정시 이러한 에디들은 초기화염생성을 촉진 시키고 화염전파속도를 증진시키는 역할을 함으로써 실린더내 유체유동에 대한 이해증진을위해 실린더내 평균속도 및 난류유동을 측정하는 연구들이 많이 진행되고 있다. 엔진유동은 매사이 클의 유동이 엄밀히 주기적인 운동을 하지 않고, 각 사이클의 유동이 비정상유동을 하며, 유동의 생성 및 소멸이 매우 짧은 특성을 가진다. 따라서 산란입자가 측정체적을 통과할 때 속도데이 터가 발생하는 LDV(laser Doppler velocimetry) 측정에 있어서 레이저빔의 산란광노이즈 감소와 산란입자의 효율적인 공급으로 데이터 발생률을 높이는 것이 어려운 점이다. 이 글에서는 엔진 유동의 LDV측정시 고려해야 할 문제점들, 실험장치구성, 그리고 데이터처리 방법과 주요측정 결과에 대해 본 연구팀에서 지금까지 수행한 연구결과를 토대로 하여 기술하고자 한다.

• 기계저널
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• 제33권12호
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• pp.1043-1051
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• 1993

Nd:Yag 레이저의 제2고조파와 광대역 모드 없는 레이저를 광원으로 사용하고 이중회절발분광 기에 설치된 다채널광검출기로 분광된 CARS 스펙트럼을 레이저 펄스마다 측정 할 수 있는 광 대역 CARS 분광기를 제작하였다. CARS 온도측정 불확정도는 300K에서 1300K까지는 1.5% 이내였다. CARS 기술을 이용하여 분젠버너의 화염면에서의 온도 분포를 측정하였으며, 대향류 버너의 화염내부의 온도 분포 및 CO 농도분포를 측정하였다. 이러한 CARS 기술은 정상상태의 연소진단에 응용할 수 있을 뿐만 아니라 레이저 펄스마다 측정되는 온도의 분포함수를 조사하면 앞으로 난류연소의 진단에도 응용이 가능하며, 내연기관 등과 같이 연속폭발연소 상태의 기체의 온도나 농도 측정이 가능하다. 본 연구에서 연구된 CARS 기술의 온도 측정정확도는 약 2% 이 내이고 농도 측정은 측정기체의 농도가 상온에서는 약 0.1% 이상, 1500K 이상의 고온에서는 0.3%이상이면 가능하다.

• 한국항공우주학회지
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• 제34권2호
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• pp.106-111
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• 2006

액체로켓엔진의 성능 및 냉각특성 연구를 위한 연소시험장치를 개발하였다. 본 시험장치는 액체산소와 kerosene을 추진제로 사용하는 추력 1.0 KN 이하의 액체로켓엔진의 성능 및 냉각 특성연구가 가능하며, 실제 연소시험을 통해 정상적인 작동을 확인하였다. 향후 액화천연가스와 천연가스를 사용하는 로켓엔진의 시험 및 재생냉각시험이 가능토록 설비 개량을 실시할 예정이다

• 한국에너지공학회:학술대회논문집
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• 한국에너지공학회 2010년도 춘계학술 발표회
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• pp.44-44
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• 2010

대부분의 산업분야에서 사용되는 공업로는 연소 시 $1000^{\circ}C$이상의 고온 배기가스가 배출되고 있기 때문에, 이들 배기가스로부터 폐열을 회수하여 에너지를 절감하고자 열교환기를 사용하고 있다. 하지만 현재 사용되고 있는 금속 소재의 열교환기의 경우 사용온도가 $800^{\circ}C$로 제한되어 있으며, 산화, 부식, creep등의 문제가 대두되고 있다. 본 연구에서는 세라믹 소재의 열교환기를 제작하여 열전달율, 공기누설율등을 평가하는 성능실험을 하였다. 실험방법은 연소시작 후 정상상태에 도달하기까지의 경향을 알아보고 공기유량과 가스유량에 변화를 주었을 때, 열전달율과 공기누설율등을 평가하고 이론적인 데이터와 비교하였다. 실험 결과, $1300^{\circ}C$이상의 환경에서도 정상적으로 작동하였으며, 외부환경조건을 고려하였을 때, 이론적인 데이터와 근접한 데이터를 얻을 수 있었다. 그러나 대류열전달에 의한 열손실과 공기누설등이 문제점으로 지적되었다. 향후 연구에서는 대류열전달에 의한 열손실을 고려한 연구와 효과적인 씰링으로 누설을 줄일 수 있는 실험장치를 개발할 필요가 있다.

• 한국추진공학회:학술대회논문집
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• 한국추진공학회 2003년도 제21회 추계학술대회 논문집
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• pp.61-64
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• 2003

추진제 주입압력 350 psi 에서 0.95 lbf 의 정상상태 공칭추력을 내는 단일액체추진제 하이드라진 추력기의 성능검증 프로그램을 통하여 얻어진 연소시험 결과를 분석한다. 성능특성은 정상상태 연소 상태에서의 추진제 주입압력 변이에 따른 추력 및 온도거동 등으로 검토되고 데이터 계측 및 자료변환에 대한 공학적 접근법도 간략히 소개된다.

• 대한기계학회논문집
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• 제19권8호
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• pp.1989-1998
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• 1995

Characteristics of the flame propagation for normal and abnormal combustion in hydrogen premixture in a cylindrical constant-volume combustion chamber are studied numerically. A detailed hydrogen oxidation kinetic mechanism, mixture transport properties and a model describing spark ignition process are used. The calculated pressure-time history of the stable deflagration wave propagation agrees well with the experiment. The ignition of the premixture in the unburned gas, initiated by the hot spot, causes a transition from deflagration to detonation under some initial temperature and pressure. Under the initial conditions with high temperature and pressure, excessive ignition energy initiates a strong blast wave and a detonation wave that follows. The chemical reaction in the detonation wave is much more vigorous than that in the deflagration wave and the peak pressure in the detonation wave is much higher than the equilibrium value.