• Journal of the Korean Society of Propulsion Engineers
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• v.21 no.2
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• pp.9-17
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• 2017

Dynamic mode decomposition (DMD) method was applied for the further study of periodical characteristics of the unsteady shock-induced combustion. The case of Lehr's experiments was numerically simulated using 4 levels of grids. FFT result reveals that almost all the grid systems oscillate at frequencies around 430-435 kHz and the measureed one is around 425 kHz. To identify more resonant modes with low frequencies, DMD method is adopted for 4 grid systems. Several major frequencies are extracted and their damping coefficients are calculated at the same time, which is a quantification parameter for combustion stabilization.

• Proceedings of the Korean Society of Propulsion Engineers Conference
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• 2010.05a
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• pp.397-400
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• 2010

Unstructured adaptive grid flow simulation is applied to the calculation of high speed compressible flow of inert and reactive gas mixtures. Computational results are presented for the case of premixed hydrogen-air supersonic flow over a 2-D wedge. In such a configuration, combustion may be triggered behind the oblique shock wave and transition to an oblique detonation wave is eventually obtained. It is shown that the solution adaptive procedure implemented is able to correctly define the important wave front.

• Proceedings of the Korean Society of Propulsion Engineers Conference
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• 1998.10a
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• pp.15-15
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• 1998

마하 수 6 이상인 극초음속 비행에는 스크램제트(SCRamjet : Supersonic Combustion Ramjet) 엔진이 가장 적합한 엔진으로 알려져 있고 현재 미국을 중심으로 이 엔진의 개발에 많은 노력을 기울이고 있다. 스크램제트 엔진의 성공적인 개발을 위해서는 초음속 공기 내에서 연료의 분사를 통한 가장 효율적인 연소를 유도할 수 있어야 한다. 초음속 상태의 공기와 연료의 혼합을 증대시키고 연소안정성을 향상시키는 방법으로 연소기 내에 인위적으로 경사충격파를 발생시키는 방안이 Marble 등에 의해 최초로 도입되었다. 본 연구에서는 스크램제트엔진 내의 연소기를 모델링하여 마하수 2.5의 초음속공기 유동 중앙에 수소 제트를 분사하여 초음속 수소-공기 화염을 만들고 연소기의 측면에 동일한 모양과 크기의 쐐기를 각각 부착시켜 평면 경사충격파를 발생시켰다 본 실험은 충격파가 초음속 화염에 미치는 영향을 연구한 최초의 실험연구이다.

• Journal of the Korean Society for Aeronautical & Space Sciences
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• v.31 no.7
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• pp.94-99
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• 2003

For the assessment of combustion stability of a liquid rocket engine, a device called "Pulse Gun" should be developed first, which can induce artificial perturbations that may lead to excitations of pressure oscillations in a combustion chamber. A model chamber has been used for identifying design parameters of a pulse gun that defines its characteristics. Dynamic pressure measurements showed that shock waves generated from pulse guns are axisymmetric around the axis of a pulse gun barrel. Pressure waves perturbed by a pulse gun induce resonant acoustic frequencies of a model chamber. This fact indicates that successful pressure field perturbations of the KSR-III combustion chamber can be performed by a newly developed pulse gun device. A maximum value of dynamic pressure peaks measured at the opposite point against a pulse gun outlet becomes stronger as charge mass of pulse gun powder increases.

• Proceedings of the Korean Society of Propulsion Engineers Conference
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• 2011.04a
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• pp.457-462
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• 2011

This paper presents a numerical investigation of deflagration to detonation transition (DDT) induced by shock wave and flame interaction in ethylene-air mixtures. Also shows the change of DDT triggering time by wall cooling effect. A model is consisted of the compressible reactive Navier-Stokes equations. And the effect of viscosity, thermal conduction, molecular diffusion, chemical reaction and wall effect are included. Using this model, the generation of hot spot by repeated shock and flame interaction, occurrence of detonation, and wall cooling effect of detonation confining boundaries are studied.

• Proceedings of the Korean Society of Propulsion Engineers Conference
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• 2002.04a
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• pp.59-59
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• 2002

램제트 추진기관은 압축과정을 별도의 부품 없이 형상에 의해서 감속하여 연소 압력비를 얻는다. 따라서 구동 마하수와 형상에 의해 흡입과정의 압축 효율이 결정된다. 설계점은 충분한 유량을 확보 할 수 있는 유량과 충격파 각을 조절하여 전압력 손실을 줄이도록 고려되어야 한다. 또한 연소가 일어나면 연소실 압력이 배압으로 작용하고 비행시에 받음각은 변하므로 이에 따른 성능 분석도 고려 되어야 할 사항이다. 본 연구는 국내에서 실험한 형상에 대해 수치계산을 수행하여 코드의 검증과 아울러 램제트 유동장의 수치적 시뮬레이션도 설계단계에서 하나의 도구로 이용할 수 있음을 보여준다. 실험에서는 배압 조건을 얻기 위해 유동 블록키지를 유로 내에 두어 상응하는 배압을 얻었지만 본 계산에서는 압력 경계조건을 직접 사용하였다. 유동이 비정상 특성을 가지므로 시간 정확도를 이차로 가지도록 이중시간 전진법을 사용하였다. 사용한 압력비는 충격파가 카울 끝에 닿는 임계상태에 가까운 12, 13, 14에 대해 계산을 수행하였고 부스터모드로 흡입구 끝이 막혀 있다가 램제트 모드로 바뀌어 연소실 압력이 위의 압력비라고 가정할 때의 비정상 천이 과정을 계산해 보았다. 본 계산은 흡입구 부분만을 떼어놓고 적절한 가정 하에 수행되었지만 연소실 내부도 비정상 특성을 가지므로 흡입구와 연소실을 동시에 같이 계산해야한다. 추후에 전체적인 계산을 진행하기 위한 전 단계로 흡입구 계산만을 수행하여 실험과 잘 일치하는 계산 결과를 얻었고 전체 계산을 위한 연구는 진행 중에 있다.

• Proceedings of the Korean Society of Propulsion Engineers Conference
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• 1998.10a
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• pp.14-14
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• 1998

램제트 엔진은 초음속에서 공기가 충격파를 통해 아음속으로 속도가 낮아지고 압력이 증가하는 램 압축 현상을 이용하되 압축기를 사용하지 않고 아음속 상태에서 연소하는 구조로 되어 있다. 따라서 각 부품의 성능은 독립적이지 않으며 전체적인 성능을 규명하기 위해서는 공기 흡입구와 연소실, 연료 분사체계 등의 상호작용을 고려하여 유동의 특성과 그에 따른 연소현상의 특성을 함께 고려해야만 한다. 본 연구에서는 속도 범위 Mach 5이내, 고도 30km이내의 운항조건을 갖는 유도 무기에 장착될 램제트 엔진 개발을 위한 연구의 첫 번째 단계로써, 램제트 연소실내의 유동장해석을 실험과 수치해석 두 분야로 나누어 수행하였다.

• Proceedings of the Korean Society of Propulsion Engineers Conference
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• 2011.04a
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• pp.363-366
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• 2011

Mixing and combustion experiments with a vent slot mixer were performed in Mach 2 supersonic wind tunnel. Helium and hydrogen gases each were used for the mixing and the combustion experiment with a plasma jet (PJ) torch. The vent slot mixer holds plenty of fuel in the downstream mixing region, even though the fuel is transversely injected. In case of the combustion, the injected fuel is ignited by the PJ torch, and then unburned mixture is burned by shock-induced combustion downstream. Thermal choking in the combustor leads to shock trains in the isolator, causing the unstable combustion.

• Journal of the Korean Society of Combustion
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• v.1 no.2
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• pp.41-49
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• 1996

A numerical study is conducted to investigate the periodically unstable shock induced combustion around blunt bodies in stoichiometric hydrogen-air mixtures. Euler equations are spatially discretized by upwind-biased third order scheme and temporally integrated by Runge-Kutta method. Chemistry model used in this study involves 8 elementary kinetics steps and 7 species. At a constant Mach number, the effects of projectile size, inflow pressure and inflow temperature are examined with Lehr#s experimental condition as a reference. In addition to oscillation frequency, characteristic distances and time averaged values are found from the result to find an relation with dimensionless parameters. As a result, it is found that the effects of inflow pressure and body size are very similar and $Damk{\ddot{o}}hler$ number plays an important role in determining the instability characteristics.

• Journal of the Korean Society of Propulsion Engineers
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• v.25 no.3
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• pp.1-13
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• 2021

Effects of the nozzle wall angles on the supersonic flow field in a thrust optimized nozzle were numerically investigated. The combustor and operating condition of 30-tonf rocket engine was selected to study the optimum nozzle shape. The nozzle flow of combustion products was realized by the shifting equilibrium calculation for the propellant of kerosene-LOx. The change of nozzle wall angles induced different developing patterns of the internal and secondary shock wave. The optimum nozzle was obtained when the internal shock was in a specific position at the nozzle outlet. The nozzle wall angles of the optimum nozzle were very similar to those of the optimum nozzle which does not consider the shock wave.