• 한국추진공학회:학술대회논문집
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• 한국추진공학회 2011년도 제37회 추계학술대회논문집
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• pp.467-470
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• 2011

본 연구에서는 효과적인 젤 추진제의 제작 방법을 찾기 위해, 특성이 다른 두 개의 임펠러 형태를 선정하여 Ionized Water, Carbopol 941, NaOH를 혼합한 모사 젤 추진제를 $25^{\circ}C$와 $50^{\circ}C$에서 제작하였다. 제작 직후에는 $50^{\circ}C$에서 제작된 모사 젤 추진제 내부의 기포가 $25^{\circ}C$에서 제작된 모사 젤 추진제에 비해 많이 존재하는 것을 확인하였다. 반면, 24시간 후에는 $50^{\circ}C$에서 제작된 모사 젤 추진제의 기포 양이 상온에서 제작된 젤 추진제의 기포 양보다 적은 것을 확인하였다. 또한, $25^{\circ}C$와 $50^{\circ}C$ 두 가지 경우에서 Pitched Paddle 임펠러를 사용하여 제작된 모사 젤 추진제 내부에 가장 적은 기포가 존재하는 것을 확인하였다.

• 한국추진공학회:학술대회논문집
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• 한국추진공학회 2009년도 제33회 추계학술대회논문집
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• pp.11-14
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• 2009

젤(gel) 추진제는 고체 및 액체 추진 시스템의 장점 중 높은 비추력, 저장성, 추력 제어, 비독성, 누설 방지와 같은 특성으로 고성능 추진 시스템에 활용되어 지능형 전략 미사일 또는 발사체의 부스터 및 여러 추진 시스템에 사용될 수 있다. 젤 모사 추진제는 물, Carbopol 941, NaOH 농축액을 혼합하여 제작되었으며, 물과 젤 모사 추진제를 충돌형 인젝터에서 분사시켜 분무 특성을 고찰하였다. 젤 모사 추진제의 충돌 분무에 의해 나타난 긴 액막(liquid sheet)은 강한 상호 분자력에 관련한 중합(polymeric)효과를 나타낸다. 물 분사와 비교했을 때 젤 모사 추진제의 미립화 억제와 난류 천이 지연에 관련된 높은 점도로 인하여 저조한 미립화 특성과 좁은 범위의 분무각을 나타내었다.

• 한국추진공학회지
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• 제17권3호
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• pp.47-55
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• 2013

본 연구에서는 곡관 채널에서의 비뉴튼 젤 추진제의 유동 특성에 대해 연구하였다. 물을 기본유체로 하는 모사젤을 Carbopol 941 젤화 작용제와 NaOH 농축액을 혼합하여 제작하였으며 입자 유무에 따른 유동 특성을 파악하기 위해 $Al_2O_3$ 나노 입자가 첨가된 젤을 제작하여 두 젤 추진제간의 유변학적 특성을 비교하였다. 두 모사젤에 대해 U-자형의 곡관부 위치별 유동특성과 Dean 와류(vortices)의 경향은 상이하였으나 나노 입자가 첨가된 모사젤 추진제의 경우 높은 컨시스턴시 지수에도 불구하고 두 모사젤 모두 비슷한 범위의 임계 Dean 수를 도출하였다. 나노 입자 첨가 유무와 무관하게 power-law 지수값이 임계 Dean 수를 결정하는데 주요 변수임을 판단할 수 있었으나 나노입자가 첨가된 젤의 경우 Dean 와류 강도의 변동폭이 상대적으로 크다는 결론을 내릴 수 있었다.

• 한국추진공학회:학술대회논문집
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• 한국추진공학회 2010년도 제34회 춘계학술대회논문집
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• pp.377-382
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• 2010

젤 추진제와 유변학적 특성이 유사한 모사 젤 추진제를 물, Carbopol 941, NaOH 농축액을 혼합하여 제작하였고, $Al_2O_3$ 나노 입자를 첨가하여 점도 특성을 비교하였다. 두 가지 모사 추진제의 물성치를 바탕으로 곡관 덕트 내에서의 유동특성을 수치모사하여 해석하였고 덕트에 Dean vortices가 발생하는 임계 Dean 수를 도출하였다. 젤-나노 추진제의 경우 비록 높은 겉보기 점성계수를 가지나 젤 추진제와 비교시 같은 범위의 임계 Dean 수가 도출되었다. 이는 Fellouah et al.[1]이 제시한 바와 같이 비슷한 값의 Power law 지수에 기인하는 것으로 판단된다.

• 한국추진공학회지
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• 제21권3호
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• pp.34-40
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• 2017

본 연구에서는 모사젤 추진제의 표면장력을 적환법(Du $No{\ddot{u}}y$ ring method)을 이용하여 측정하고 젤화제 및 금속입자 첨가량에 따른 표면장력 변화를 분석하였다. 금속입자 첨가에 따른 영향을 파악하기 위해 증류수를 기반유체로 그리고 젤화제는 Carbopol 941을 사용하였으며, 금속입자로는 평균입도 100 nm의 구형 스테인리스 304 입자를 사용하였다. 측정결과, 표면장력은 젤화제의 첨가량 증가에 따라 증가하였으나, 모사젤 추진제 내에 금속입자 첨가에 따른 표면장력은 다른 경향을 나타내었다.

• 한국분무공학회지
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• 제15권3호
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• pp.109-114
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• 2010

The implementation of gelled propellants systems offers high performance, energy management of liquid propulsion, storability, and high density impulse of solid propulsion. The present study focused on the macroscopic spray characteristics of liquid sheets formed by triplet impinging jets of non-Newtonian liquids which are mixed by Carbopol 941 0.5%wt. The results are compared to experiments conducted on spray images which formed by triplet impinging jets concerning with airassist effect at center orifice. When gel propellants are injected by doublet impinging jets at low pressure and high pressure, closed rim pattern shape appeared by polymeric effect from molecular force and showed inactive atomization characteristics, because of extensional viscosity related by restriction of atomization process and breakup time delay of turbulence transition. As increasing mass flow rate of the air(increasing GAR), spray breakup level is also increased.

• 한국추진공학회:학술대회논문집
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• 한국추진공학회 2010년도 제35회 추계학술대회논문집
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• pp.300-303
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• 2010

다양한 형상의 인젝터 내부 젤 추진제 유동을 수치적으로 연구하였다. 모사 젤 추진제의 유변학적물성치를 측정하고 plain-orifice, chamfered-orifice 및 venturi 형상 인젝터의 유동 특성을 분석하였다. Plain-orifice 및 chamfered-orifice 인젝터의 경우 하류방향으로 유동이 진행할수록 점도가 높아지는 특성이 나타났으며 Venturi 형상의 경우 인젝터 내부 유동에서 낮은 점도가 지속적으로 유지됨을 알 수 있었다. Reynolds 수가 증가할수록 이러한 경향이 뚜렷하게 나타나는 것이 확인되었다.

• 한국분무공학회지
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• 제16권3호
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• pp.140-145
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• 2011

Gelled propellants are non-Newtonian fluids in which the viscosity is a function of the shear rate, and they have a high dynamic shear viscosity which depends on the amount of gelling agent contents. The present study has focused on the breakup process, wave development of ligament and liquid sheets formed by impinging jets with various gelling agent contents. The breakup process of like-on-like doublet impinging jets are experimentally characterized using non-Newtonian liquids. The spray shape with elliptical pattern is distributed in a perpendicular direction to the momentum vectors of the jets. Gelled propellant simulants with high viscosity jets are more stable and produce less pronounced surface waves than low viscosity jets. Gelled propellant simulants from like-on-like doublet impinging jets have the spray shape of closed rim patterns at low pressure. As the injection pressure increased, rimless patterns which were composed of ligament sheets and small droplets emerged due to the effect of the aerodynamic action.

• 한국추진공학회지
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• 제25권5호
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• pp.10-17
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• 2021

본 연구에서는 압력 선회형 인젝터를 이용한 모사 젤 추진제의 분무실험을 수행하여 젤화제 첨가량에 따른 분무특성을 파악하였다. 실험을 통해 인젝터 내부의 공기층이 노즐에 국부적으로 형성되며 점차 와류실까지 확장되는 것을 확인하였으며 뉴턴 유체의 공기층 발달과정과 형상학적으로 유사한 경향성을 보였다. 분무형상은 4개의 유형으로 구분하였으며, 이를 공기층의 형성과정과 연관하여 형상학적으로 분석하였다. 분무형상을 바탕으로 일반화된 레이놀즈수, 웨버수 및 오네소지수와 같은 무차원 수에 따라 분열영역을 구분하였다. 추후 분무성능에 영향을 미치는 와류실 형상변화에 따른 공기층의 형상과 안정성, 이에 따른 분무특성에 관한 연구가 추가로 필요할 것으로 사료된다.