• 한국추진공학회지
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• 제5권3호
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• pp.41-51
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• 2001

Split-triplet(F-O-O-F)형의 분사기 요소를 장착한 KSR-III 액체 로켓엔진의 성능과 연소장을 고찰하기 위해 수치해석을 수행하였다. 방사형 분사기 배열의 액체 로켓엔진의 수치해석 검증을 위해 2차원 축대칭과 3차원 계산을 수행하여 연소시험 결과와 비교하였다. 2차원 축대칭 계산과 3차원 해석을 통하여 성능 측면에서 오차가 약 3∼5% 정도의 정확도를 유지하며 예측하는 것을 볼 수 있었다. 3차원 해석에서는 연소장을 해석하여 분사기 면의 온도 분포가 연소 시험결과와 정성적으로 일치하는 것을 볼 수 있었다. 또한 충돌각의 감소와 분사기 배열의 직교-방사형으로 변경이 방사형 분사기배열의 국부적인 고온 영역을 감소시키며 성능에도 영향을 미치는 것을 볼 수 있었다. 이러한 해석을 통하여 분사기 배열과 충돌각 선정이 액체 로켓엔진의 성능과 연소장에 영향을 미치는 중요한 요인이 됨을 알 수 있었다.

• 한국추진공학회지
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• 제17권2호
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• pp.1-8
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• 2013

모형 연소실에서 충돌형 분사기의 연소 안정성 평가를 위해 시간지연(time lag)과 간섭인자(interaction index)의 관계를 연구하였다. 산화제 분사 속도의 5%에 해당하는 섭동을 공진주파수로 인위적으로 가진하여 이에 대한 화염의 응답특성을 분석하였다. 연료와 산화제의 혼합지점인 충돌점들, 즉, 특성길이 위치에서 속도섭동과 열방출율 섭동간의 관계를 시간지연 모델을 이용하여 나타내었다. 시간지연을 정량화하는 개선된 방법으로서, 수치해석을 통해 얻은 결과로부터 분사기 출구면으로부터 충돌점까지 평균속도를 이용하는 방법을 제안하였다. 축방향의 평균속도가 증가할수록 시간지연이 짧아지는 경향성을 확인할 수 있었다.

• 한국추진공학회:학술대회논문집
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• 한국추진공학회 2004년도 제23회 추계학술대회 논문집
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• pp.259-264
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• 2004

성능이 우수한 액체로켓엔진 개발을 위해서 연소기 효율에 매우 큰 영향을 미치는 분사기 개발이 매우 중요하다 본 논문에서는 실물형 연소기 개발 전단계로 수행된 여러 가지의 축소형 연소기에 대한 설계 그리고 연소시험 결과에 대하여 논하였다. 충돌형 분사기 1종, 와류 딪힘형 분사기 1종, 와류분사기 혼합형 4종을 장착한 총 6종의 축소형 연소기를 제작하였다. 축소형 연소기의 연소시험은 대체로 성공적이었으며 연소 효율은 설계 목표치를 상회하였고 추진제 차압은 설계치와 비슷한 값이었으며 동압은 규제조건을 만족하였다.

• 한국연소학회지
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• 제22권1호
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• pp.46-52
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• 2017

High-frequency combustion instabilities may occur during the development of feasible engine combustors. These instabilities can result in irreparable damages to the wall of combustors or the degradation of engine performance. So, it is essential to identify injectors that have high stability characteristics during the early stages of development. The objective of present study was to assess the stability of coaxial injectors and an impinging injector with different recess lengths in order to develop stable injectors optimally. Stability margin was evaluated based on the distance from operating condition to the unstable regions. A simulating combustion test method was used to analyze the stability of injectors. A small-scale combustion chamber was designed to simulate the first tangential acoustic mode of the actual combustor. Gaseous oxygen and a mixture of methane and propane were used as simulant propellants to satisfy their flow similarity to the actual propellants of a combustor in a liquid rocket combustor. The results indicated that injectors having small recess lengths showed relatively large combustion stability margins. For the injectors of large recess lengths, instability regions with large and super-large amplitude oscillations were observed. Thus, injector with shorter recess lengths had a higher stability than that of longer one due to the different mixing processes.

• 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.

• 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.

• 한국자동차공학회논문집
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• 제14권2호
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• pp.100-106
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• 2006

The behavior of spray impinging on the inclined constant temperature flat plate was experimentally investigated. To clarify the wall effect of a high pressure DISI injector, a relative angle of the inclined wall to a spray axis was varied. Spray penetration along the wall was observed optically and it was compared with that of a Fan spray type and Swirl type spray. To evaluate various spray motion quantitatively, a spray path penetration which describe the development of a spray tip along the wall was newly introduced. To observe the structure of an impinging spray, it was visualized by a controlled stroboscope light and its visualized image was captured on an CCD camera. Using the digital image of impinging spray $H_x$ and $R_x$ was extracted to clarify the structure of impinging spray. The main parameter of the relative position of the wall was the inclined angle which was defined as the angle was varied from $0^{\circ}$ (vertical impingement) to $60^{\circ}$ at the same condition.

• 한국항공우주학회지
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• 제32권6호
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• pp.104-109
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• 2004

본 논문에서는 액체로켓 엔진에 많이 사용된 충돌형 분사기의 미립화 특성에 대해 연구하였다. 분사속도와 주위 기체압력은 분열과 미립화 과정에 결정적인 영향을 주는 변수로서 $3m/s{\sim}30m/s,\;0.1Mpa{\sim}4.0MPa$로 변화시키면서 실험을 수행하였다. 전체적으로 분사속도와 기체압력의 증가에 따라 측정된 분열길이, 분열파장, 액적크기 등이 감소하였다. 하지만 그 감소율은 이론에서 예측된 것과는 다른 값을 나타내었다.

• 한국추진공학회:학술대회논문집
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• 한국추진공학회 2002년도 제18회 학술발표대회 논문초록집
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• pp.18-23
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• 2002

Liquid phase mixing of impinging injector is a resultant byproduct from the momentum exchange between a pair of impinging jets and penetration of opponent jet. Principal aim of the present study is revealing the liquid phase mixing mechanism of split triplet impinging injection sprays, and thus extending our understanding on this particular injection element. Overall mixing extent is estimated from patternation tests by the use of purified tap water and kerosene to simulate the real propellant components, respectively, and with the liquid jet momentum ratio, a controlling mixing parameter, in the range of 0.5 to 6.0. Emphasis is placed on the effect of liquid sheet superposition and disintegration, and the results with detailed spray visualization revealed the fact that superposed liquid sheet disintegration is the main pathway of liquid phase mixing of split triplet impinging injector to yield enhanced mixing qualities.

• 한국추진공학회지
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• 제8권2호
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• pp.10-17
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• 2004

본 논문에서는 액체로켓엔진용 160 kW급 터보펌프의 터빈을 구동하고, 액체산소와 케로신을 추진제로 사용하는 연료 과잉 가스발생기의 설계점 연소성능시험 결과에 대해 논의하였다. 충돌형 F-O-F 분사기로 구성된 헤드부, 물냉각 채널 연소실, torch igniter, turbulence ring 그리고 측정 링을 갖는 가스발생기에 대해 기술하였고, 설계점에서의 연소시험 및 turbulence ring 장착여부. 연소실 길이 변화에 따른 연소시험의 결과들에 대해 기술하였다. 연소시험 결과 가스발생기는 설계점에서 안정된 작동성을 보여주었고. 연소압력 및 온도 등의 성능은 예측치에 근접하는 결과였다. Turbulence ring은 출구에서의 가스온도를 균일하게 분포시켜 효과적인 혼합 장치임을 보여 주었고, 4∼6msec 정도에서의 연소가스 잔류시간은 연소효율에 큰 영향을 주지 않았다. 가스발생기 출구에서의 온도는 공급되는 추진제의 O/F ratio에 따라 매우 민감하게 변화하였다.