• 대한기계학회논문집B
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• 제30권11호
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• pp.1093-1100
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• 2006

Combustion stability rating of jet injector is conducted numerically using air-injection technique in a model chamber, where air is supplied to oxidizer and fuel manifolds of the model five-element injector head. A sample F(fuel)-O(oxidizer)-O-F impinging-jet injector is adopted. In this technique, we can simulate mixing process of streams flowing through oxidizer and fuel orifices under cold-flow condition without chemical reaction. The model chamber was designed based on the methodologies proposed in the previous work regarding geometrical dimensions and operating conditions. From numerical data, unstable regions can be identified and they are compared with those from air-injection acoustic and hot-fire tests. The present stability boundaries are in a good agreement with experimental results. The proposed numerical method can be applied cost-effectively to stability rating of jet injectors when mixing of fuel and oxidizer jets is the dominant process in instability triggering.

• 한국산업융합학회 논문집
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• 제7권1호
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• pp.5-11
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• 2004

벽면에 충돌하는 액체 분무의 충돌 거동과 액적 비산에 관하여 실험을 통하여 조사하였다. 액체 분무는 홀노즐에 의해 직경 40mm의 충돌판에 분사하게 된다. 액체 분무는 반경방향으로 퍼져나가 5개의 영역으로 분류되어 나타내게 된다. 난류 혹은 층류 분무의 경우, 충돌판에 충돌한 후 두꺼운 액막을 형성하게 되며, 이러한 상태에서 충돌하는 분무의 비산량은 매우 적으며 충돌 거리에 영향을 받지 않는다. 한편, 파동이 있는 분무의 충돌은 수력도약(Hydraulic jump)과 함께 반경방향으로 엷은 액막을 형성하게 되며 비산율도 증가하게 된다. 액체분무의 초속도가 증가하면 비산율도 증가하게 된다. 분열이 일어난 후에 충돌하는 파동 분무의 비산율은 분열이 일어나기 전에 비해 약 2~3배 정도 크게 나타난다. 비산율은 웨버수(Weber number)를 이용하여 요약할 수가 있다.

• 한국항공우주학회지
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• 제31권5호
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• pp.72-79
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• 2003

본 실험에서는 충돌형 F-O-O-F 형태인 분사기의 충돌각을 15, 20, 그리고 30도로 변화시켰으며, 혼합비(O/F 비)는 1.5부터 3.0까지 증가시키면서 분무특성을 살펴보았다. 실험결과, 분무의 가시화를 통해서 혼합비는 확산각에 큰 영향을 주지 않지만 수밀도에는 영향을 끼쳤으며, 충돌각과 환산각 사이에는 충돌각이 증가할수록 확산각이 증가하는 선형적인 실험 관계식이 있음을 알 수 있었고, 충돌각이 증가함에 따라 분무폭은 커지며. 액적들의 속도 분포와 표준편차, 그리고 SMD는 작아짐을 알 수 있었다. 또한, 액적의 크기분포를 살펴본 결과 Rosin-Rammler와 Upper-Limit 분포함수와 잘 일치하고 있음을 확인 할 수 있었다.

• 한국추진공학회지
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• 제17권6호
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• pp.75-80
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• 2013

본 연구에서는 마하 2의 실험실 규모의 풍동장치에서 플라즈마 제트 토치를 점화기로 사용하여 강제점화에 대한 연소 특성을 연구하였다. 하이퍼 혼합기는 혼합기로 사용되었다. 수직분사의 경우, 하나는 하이퍼 혼합기의 웨지면에 충돌하도록 하였으며, 다른 하나는 차가운 주유동으로 바로 분사되도록 하였다. 하이퍼 혼합기와 충돌하는 경우 충돌된 연료는 분산되며 확산 혼합에 의해 혼합성능이 증대된다. 또한 혼합된 가스는 대부분 플라즈마 제트의 열원으로 유입되어 연소 성능을 증대시킨다. 하지만 주유동으로 직접 분사되는 경우는 초음속의 주유동 내에서 점화되지 못하고 많은 양의 연료가 소비된다. 따라서 강제점화방식의 연소의 경우에는 많은 양의 연료-공기 혼합물을 점화가 가능한 열원으로 공급하는 것이 중요하다.

• 한국추진공학회지
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• 제22권4호
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• pp.44-54
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• 2018

예막 공기충돌형 방식의 희박 예혼합 예증발(LPP) 보조 분사기에 벤추리를 장착하여 분무 실험을 할 경우 액적의 낙수현상이 나타나며, 이는 액적의 불균일한 분포로 나타난다. 이를 해결하기 위해 벤추리의 출구 각도를 변화시켜 노즐목 부분에서 덤프면을 형성시켰다. 덤프면의 형성은 벤추리 출구에 재순환영역을 형성시키면서 미립화 성능을 개선하며 액적 낙수를 최소화하였다. 분사기의 불균일한 분무를 해결하기 위해 벤추리 내부의 유동 특성 및 분무의 SMD를 비교분석하였으며, 최종적으로 분무의 손실을 최소로 하며 분무를 향상시킬 수 있는 최적의 벤추리의 형상을 선정하였다.

• 한국정보과학회논문지:컴퓨팅의 실제 및 레터
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• 제14권8호
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• pp.818-822
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• 2008

본 논문에서는 가상환경에서 페인트를 분사하여 시간으로 물체를 도색 하는 시뮬레이션을 위한 충돌처리 및 시각화 알고리즘을 제시한다. 이를 통하여 물체에 페인트가 뿌려지면서 도색 되는 모습을 사실적으로 표현해 줄뿐만 아니라, 페인트 누적 모델을 이용하여 물체에 누적된 페인트의 두께 정보까지 시뮬레이션 하여 시각화함으로써 가상훈련 시스템에 적용할 수 있도록 한다. 분사되는 유체시뮬레이션을 위해서 기존에는 파티클 시스템이 이용되고 있으나 실시간으로 도색이 되는 과정을 시각화하기 위해서는 수백만 개의 파티클에 대하여 충돌 검사를 수행해야 하기 때문에 적절하지 않다. 따라서 본 연구에서는 소수의 레이와 텍스처 기법을 이용하여 효율적으로 충돌 검사를 수행하는 알고리즘을 제안하고 이를 구현하였으며 실시간 페인트 시뮬레이션 구현 결과와 수행 시간 분석을 통하여 알고리즘의 효율성을 검증하였다.

• 한국추진공학회지
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• 제3권1호
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• pp.34-40
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• 1999

경사면에 충돌된 제트의 유동은 주제트(major jet)와 부제트(minor jet)로 나뉘어지게 되고 이로 인해 경사면 양쪽 영역에서의 유동 및 열전달 특성이 상이하게 된다. 또한 분사된 제트는 코안다 효과 (Coanda effect)로 인하여 경사면 위쪽으로 편향이 되어 충돌하게 된다. 이 결과 부제트영역에서 높은 난류 강도와 운동량를 얻을 수 있고, 국소 열전달계수를 상당히 높일 수 있다. 본 연구에서는 경사면의 각도와 분사속도를 변화시켰을 때 제트의 유동특성 변화 및 충돌면에서의 열전달 특성을 실험적으로 고찰하였다.

• 한국추진공학회지
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• 제3권3호
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• pp.31-39
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• 1999

OFO, FOF 삼중 충돌형 및 FOOF 이중 분리 충돌형 분무연소장의 3차원 수치해석을 통한 연소성능 예측 및 성능설계 방법에 대하여 고찰하였다. 예조건화 압축성 유동 지배방정식과 저 레이놀즈수 $\kappa$-$\varepsilon$ 2 방정식 난류모델을 바탕으로 LU-SGS 기법을 사용하여 시간적분 하였으며 분무과정은 DSF 방법을 사용하여 모사하였다. n-heptane 액적과 공기를 연료와 산화제로 하는 액체 추진기관 내에서의 분무 연소장을 계산하였으며 연소에서의 난류의 영향은 eddy 소산모델을 사용하여 모사하였다. 분무연소장의 특성과 연소성능이 비교되었으며, 계산 결과 FOF 삼중 충돌형 분사기의 성능이 가장 우수한 반면, OFO 삼중 충돌형 분사기의 성능이 가장 저조한 것으로 나타났다. 연소효율에 중대한 영향을 미치는 파라미터로는 운동량비에 따른 초기 분무 액적의 평균직경과 혼합효율임을 확인하였다. 연소효율은 초기 분무 액적의 평균직경과 반비례, 혼합효율에 비례하여 증가되며, 산화제/연료 혼합비도 비례하여 상승하나, 일정 운동량비 이상에서는 감소되는 것으로 나타났다. 각 분사기 형태에서 운동량비에 따른 연소효율의 변화는 혼합효율의 변화와 동일한 경향을 보이며 그 크기는 분무 액적의 평균직경에 밀접한 관계가 있음을 알 수 있었다.

• 한국추진공학회지
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• 제24권6호
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• pp.126-142
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• 2020

본 연구에서 액체-액체 핀틀 분사기가 적용된 연소장치의 연구개발 사례 조사를 통해 핀틀 분사기 및 연소장치의 설계 기초자료를 제공하고자 하였다. 자료 분석 결과로 엔진 추력에 따른 연소실 및 핀틀 분사기 규격, 고효율 분사기의 형상을 확인할 수 있었다. 그밖에 핀틀팁 열손상 방지 기구와 소재, Face-shutoff 핀틀 분사기 구현 방법, 중심추진제 선정 기준 등을 정리하여 초기 핀틀 분사기 적용 연소실 설계의 기초자료로 활용하고자 한다.

• 한국항공우주학회지
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• 제31권5호
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• pp.80-86
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• 2003

캐비테이션이 존재하는 충돌형 분사기의 유출 특성에 관하여 수치해석과 실험을 수행하였다. 캐비테이션을 고려한 유동 해석 결과 실험결과와 비교하여 1% 유출계수 차이가 관찰된 반면, 단상유동 해석 결과는 8%의 차이를 보였다. 캐비테이션 유동에서 유출계수는 레이놀즈 수가 증가함에 따라 감소하였다. 반면에 단상유동에서는 레이놀즈 수에 비례하여 약간 증가하였으며 이는 점성의 효과가 상대적으로 작아진 것으로 풀이된다. 이러한 결과는 캐비테이션이 발생하는 유동에서 분사기의 유출계수를 정확하게 예측하기 위해서는 캐비테이션을 고려해야 한다는 것을 말하는 것이다. 캐비테이션 발생에 의하여 분사기 출구에서 밀도와 유속분포의 불균일이 심해졌고 이차유동의 강도가 강화되었다.