• 한국전산유체공학회지
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• 제22권1호
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• pp.43-50
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• 2017

Thermal flowfield of a micro turbojet engine was computationally investigated for exhaust nozzles with different aspect ratio and curvature. Special attention was paid to maximum and average temperature of the nozzle surface and the exhaust nozzle plume. The IR signatures of the micro turbojet engine nozzle were then calculated through the narrow-band model based on thermal flowfield data obtained through CFD analysis. Finally, in order to check the similarity of thermal flowfields and IR signature of the sub-scale micro turbojet engine model and the full-scale UCAV propulsion system, several non-dimensional parameters associated with temperature and optical property of plume were introduced. It was shown that, in spite of some differences in actual values of non-dimensional parameters, the scaling characteristics on spectral feature of IR signature and effects of aspect ratio and curvature of nozzle configuration remain similar in sub-scale and full-scale cases.

• 한국추진공학회지
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• 제21권6호
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• pp.21-31
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• 2017

본 연구에서는 모드 천이가 발생하는 동안 상세한 유동 특성을 조사하기 위해, 이론분석과 수치해석을 수행하였다. 이론분석은 기존의 기체역학과 종래 보고된 이론식들 재정립하였으며, 수치해석은 2차원 비정상 압축성 Navier-Stokes 방정식을 풀기 위해 fully implicit finite volume scheme을 사용해 수행하였다. 해석의 검증을 위하여 실험 결과와 비교하였다. 격리부 입구 전온도와 수소 연료의 당량비를 변화시키면서 모드 천이에 미치는 영향을 조사하였다. 해석과 실험 결과는 정성적으로 잘 일치하였다. 당량비가 증가하면 스크램제트 모드에서 램제트 모드로 천이가 발생하였다. 이 때, 천이는 당량비에 따라 불연속적으로 나타나며, Non-allowable region이 존재하였다. 한편 격리부 입구에서 전온도의 증가는 모드 천이 경계를 변화시켰다.

• Elastomers and Composites
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• 제49권4호
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• pp.305-312
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• 2014

대부분 군사용 초음속 전투기는 후기 연소기를 사용한다. 후기 연소기는 초음속 비행, 이륙, 전투 상황에 대해 비상 임무 수행을 가능하게 하는 중요한 역할을 한다. 최근 전투기 J85-GE-21 터보제트 엔진 후기 연소기 연료펌프의 내부 피스톤 패킹고무에서 반복적인 연료 누출 결함이 발생하였다. 이러한 결함은 두 제조사 중 한 제조사의 부품에서만 발생하였다. 따라서, 결함발생 원인을 제조사가 상이한 정상품 및 결함품에 대하여 다양한 비교 분석방법을 통하여 조사하였다. 결함분석에는 팽윤 또는 팽윤도, 총 황함량, 폴리머 확인, 카본블랙 함량 및 표면적, 경도와 같은 분석방법이 적용되었다. 결론적으로, 반복적인 연료 누출 결함의 주요 원인은 보강제 카본블랙의 함량 미달로 확인되었으며, 더불어 표면적이 작은 카본블랙과 함량이 낮은 황 적용이 결함원인에 부가적인 영향을 준 것으로 확인되었다.

• 한국추진공학회:학술대회논문집
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• 한국추진공학회 2017년도 제48회 춘계학술대회논문집
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• pp.258-265
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• 2017

고속추진체계의 시험평가에는 많은 비용과 시간이 필요하므로 시험자료의 양은 항상 부족하고, 설사 있더라도 지상시험 환경이 실제 비행조건과 일치하는 경우가 드물다. 이러한 이유로 설계자들은 설계결과에 대한 불확실성을 정량적인 확률로 제시하는데 어려움을 가지고 있다. 본 논문에서는 Evidence 기법을 이용하여, 시험자료 대신 개발자들의 경험과 공학적인 지식을 바탕으로 불확실성을 모델링하는 방법을 연구하였다. 연소효율은 이중연소램제트 엔진의 초기설계단계에서 가장 예측하기 어려운 변수중의 하나이다. 유사분야의 경험을 가진 설계자들이 이 값을 제시하는 것으로 가정하여 이중연소램제트 엔진의 설계결과에 대한 불확실성을 산출하였다. 나아가 흡입구와 연소기 출구면적으로 설계변수로, 추력성능과 thermal choking의 가능성을 제약함수로 하는 신뢰성 최적설계를 수행함으로써 시스템의 안전성을 확보하면서 최적의 성능을 얻을 수 있는 설계기법을 탐색하였다.

• 한국추진공학회:학술대회논문집
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• 한국추진공학회 2017년도 제48회 춘계학술대회논문집
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• pp.285-289
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• 2017

레이저 유도 플라즈마 분광분석법 (Laser-induced breakdown spectroscopy : LIBS) 은 기존의 레이저 기반의 연소 진단 기법들의 약한 신호세기, 복잡한 장비 구성, 낮은 정확도 등의 단점을 보완하는 기법이다. 본 연구에서는 LIBS를 활용하여 스크램 제트 엔진의 연소 가스 온도를 측정하기 위한 기초 연구가 수행되었다. 스크램 제트 엔진에서 사용되는 Jet A-1 연료로 스프레이 화염을 만들고 교정된 열전대로 화염 상부에서의 가스 온도를 측정하였다. 그리고 열전대의 온도 측정위치와 동일한 지점에서의 LIBS 신호를 획득하였다. LIBS 스펙트럼을 분석하여 LIBS 신호와 열전대로 측정된 기준 온도와의 보정곡선을 얻었다. 그래서 본 연구를 통해 LIBS를 활용하여 연소 가스의 온도를 in-situ 하게 측정할 수 있음을 확인하였다.

• 한국전자파학회논문지
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• 제25권6호
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• pp.700-708
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• 2014

제트엔진 변조(Jet Engine Modulation: JEM)는 회전하는 제트엔진 터빈으로부터의 전자기 산란에 따른 레이더 신호의 주파수 변조 현상이다. JEM은 표적의 고유한 정보를 제공하여 대표적인 레이더 표적 인식 수단으로 활용되나, JEM 성분이 미약하게 존재하는 레이더 관측 범위에서는 JEM에 의한 레이더 표적 인식 성능이 저하될 수 있다. 이에 본 논문에서는 복소 신호의 경험적인 모드분리법(Complex Empirical Mode Decomposition: CEMD)를 이용하여 레이더 신호를 여러 기본성분인 고유 모드 함수(Intrinsic Mode Function: IMF)로 분리하고, 신호의 이심률을 기반으로 이들 IMF를 조합하는 근거를 제공하여 JEM 성분을 추출하는 기법을 제시한다. 다양한 신호에 대한 적용 결과를 통하여 제안된 기법이 JEM의 명확성을 개선하는 한편, JEM 해석의 유효 관측 범위를 확장시킬 수 있음을 입증하였다.

• 한국항공우주학회지
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• 제34권10호
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• pp.61-70
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• 2006

마하 4 비행 조건에서 작동하는 고성능 램제트와 듀얼모드 스크램제트 엔진의 초음속 공기 흡입구 모델을 설계하였다. 배압, 받음각, 요각 등 비행 변수의 변화에 따른 내부 유동 특성을 파악하기 위하여 규슈대학교의 불어내기식 초음속 풍동을 이용한 실험을 수행하였다. 유동 가시화를 위하여 쉴리렌 기법, 오일 가시화 기법을 이용하였으며, 정량적 성능 분석을 위하여 표면 압력 및 전압력을 측정하였다. 실험의 결과는 전산 유체 해석과 비교하였다. 본 연구는 기본적이지만 찾기 힘든 고 마하수 초음속 공기 흡입구 유동의 실험 결과를 제시한다.

• 한국추진공학회:학술대회논문집
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• 한국추진공학회 1998년도 제11회 학술강연회논문집
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• pp.34-34
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• 1998

차세대 비행체가 갖추어야 할 요건으로 다양한 작동 범위에서 다목적으로 사용될 수 있어야 한다는 점이다. 비행체는 작전시 초음속으로 순항해야 하며, 폭탄으로 손상된 비행장에서도 이륙하여 작동할 수 있도록 짧은 이륙과 착륙 거리를 가져야 하기 때문에 현재 비행체보다 더 큰 받음각에서 작동하여 비행시 뛰어난 기동성을 가져야 한다. 제어력을 향상시키기 위해서 받음각과 동압에 의존하지 않고 큰 제어 모멘트를 제공하는 차세대 방법은 엔진의 배기가스를 원하는 비행 방향으로 제어하는 것으로 이러한 방법을 추력 편향 제어(Thrust Vector Control)라고 한다. 기존 공력에 의한 비행 자세제어 방법은 속도의 2승에 비례하는 제어력을 발생하지만, 실속을 피해야하기 때문에 공기력을 이용한 날개 및 비행체의 받음각에 한계가 있어 비행체의 선회능력을 제한하며 고공에서 저속비행 하는 경우에는 공기의 밀도가 낮고 동압이 작게 작용하여 선회능력은 낮아진다. 그러나, 추력 편향 장치는 공력을 이용하지 않고 추력을 이용하기 때문에 실속에 의한 제한이 없어 큰 받음각(70$^{\circ}$-90$^{\circ}$)으로 선회할 수 있어 월등한 기동성을 발휘할 수 있다. 이러한 추력 편향 장치 중 제트 베인형은 소형화가 가능하고, 하나의 노즐로 수직, 수형 및 횡 방향의 3축 제어를 할 수 있어 많이 사용되고 있다.

• 한국가시화정보학회지
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• 제3권1호
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• pp.58-62
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• 2005

Flow characteristics at secondary recirculation zone in a liquid fuel ramjet combustor were investigated using CFD and Stereoscopic PIV method. The combustors have two rectangular inlets that form 90 degree each other. Three guide vanes were installed in each rectangular inlet to improve the flow stability. The tested angle of the air intakes was 60 degree. The experiments were performed in the water tunnel test with the same Reynolds number in the case of Mach 0.3 at inlet. The computational and experimental results showed that the secondary recirculation flow occurred at the front junction of inlet main stream and combustor chamber. The size of secondary recirculation regions are increased with approaching closer to the center of the combustor. Since the performance of combustor is closely dependent not only on the main recirculation in the dome region but also on the secondary recirculation flow in a junction region, the optimal angle of the air intakes should be considered the recirculation size as frame holder.

• 한국추진공학회:학술대회논문집
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• 한국추진공학회 2003년도 제20회 춘계학술대회 논문집
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• pp.59-63
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• 2003

액체 램제트의 연소 현상을 연구하기 위한 소형 직접 연결식 시험 장치에 대한 개념 설계 방법을 기술하였다. 본 시험 장치를 이용하여 수 차례의 시험 결과 시험장치가 정상적으로 작동됨을 확인하였다. 측정된 연소실 압력 데이터에서 약190Hz대의 특정 주파수가 계측되었으며, 이는 연소실의 1L 음향 주파수(1200Hz)와는 차이가 큰 것이다. 불안정 모드를 야기하는 원인으로 dump combustor에서 발생되는 흡입 공기의 vortex street, 쵸크 되지 않은 긴 흡입관에서 발생되는 흡입구의 resonance, 관측창으로 인해 변형된 연소실 형상 등이 그 원인으로 판단된다.