• 한국산학기술학회논문지
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• 제21권4호
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• pp.317-323
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• 2020

본 연구에서는 수막설비에 사용되는 워터커튼 노즐의 형상 인자 변화에 따른 분사압력과 방사유량 그리고 액적의 평균크기의 상관관계를 분석하였다. 이를 위해서 노즐의 내부 직경과 폭을 변화한 총 5개(D5W3, D5W6, D5W8, D4W6 그리고 D7W6) 각각의 노즐을 제작하였으며, 액적 측정 실험 장치를 구성하여 노즐의 수력직경 변화에 따른 유량 계수와 액적의 분포 상수를 반복실험을 통하여 산출하였다. 그 결과 유량계수는 노즐의 직경과 폭이 증가함에 따라 수력직경의 0.79 지수승과 62.8의 상수값에 비례하여 증가하는 것으로 나타났으며, 평균 액적의 크기는 분사 압력의 -0.235 지수승의 크기로 감소하였다. 특히, 본 연구에서 정의한 액적의 분포상수는 수력 직경의 0.258 지수승과 244.21의 크기에 비례하여 증가하는 것으로 나타났으며, 동일 워터커튼 노즐에 대해서 분사압력의 크기가 증가할수록 평균 액적의 크기가 감소하는 것을 검증하였다. 본 연구 결과는 수막설비용 노즐의 형상 설계에 따른 유동 특성을 예측하기 위한 노즐의 분사압력, 방사유량 그리고 평균 액적크기의 설계 자료로 활용이 유용할 것으로 판단된다.

• 한국전산구조공학회논문집
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• 제20권4호
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• pp.407-416
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• 2007

가스터빈에서 연료 분무 노즐은 연소 특성에 영향을 미치는 중요한 부품이다. 스월 분무 장치를 설계하기 위하여 유량과 분무액적 평균 직경을 설계변수로 정하고 연료 분무 노즐의 최적화를 수행하였다. 설계변수는 이중 노즐의 실험값들을 비교하여 중요한 영향을 미치는 변수로 선정하였다. 민감도는 유량과 분무액적 평균 직경의 변화에 따른 값을 사용하였다. 이중 오리피스형 스월 분무장치의 형상 최적설계를 통하여 유량의 미립화를 높이도록 연구하였다. 최적설계를 위하여 실험 계획법을 이용하였으며, 영향을 적게 미치는 설계변수들은 설계대상에서 제외하였다. 분무 노즐의 분무액적 평균 직경을 사용한 결과는 Jasuja의 액적 평균 이론을 이용하여 도출된 결과와 유사함을 알 수 있었다. 연구 결과는 이중 오리피스형스월 분무장치와 이와 비슷한 종류의 노즐 최적화를 위한 특성을 파악하고 최적의 유량과 허용 공차를 제시하였다.

• 한국농업기계학회:학술대회논문집
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• 한국농업기계학회 2002년도 동계 학술대회 논문집
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• pp.98-103
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• 2002

초음파 비가진 시인 상용분무와 초음파가진 시인 개질분무, 간접진동분무, 간접진동 및 개질의 겸용분무의 네가지 경우 모두에서 분무액적의 평균직경 및 SMD가 전 영역에 걸쳐서 노즐 글에서 분무방향으로 멀어질수록 조금씩 증가했으며, 또한 초음파 비 가진시인 상용분무 경우가 초음파 가진 세경우에 비해 크게 나타났다. 초음파 가진 세가지 경우에서는 간접진동 및 개질법 겸용의 경우에서 분무액적의 미세화가 가장 우세하게 나타났다. 이는 초음파가 분무 축방향 전영역에 걸쳐서 분무액적의 미세화에 친화적임을 입증한다. 나. 분무 방향 축에서 반경 방향으로 갈수록 분무 액적의 평균 직경과 SMD는 감소하고 있으며, 반경방향 전 영역에 걸쳐서 상용 분무시의 액적이 가장 크게, 초음파겸용 경우에서 가장 작게 나타나고 있다. 이는 초음파가 분무 내부 전 영역에 걸쳐 액적의 미세화에 친화적임을 증명한다. 다. 분무액적의 크기에 따른 분무 분포도 비교에서 네가지 경우 모두에서 축 방향 거리가 멀수록 분무액적의 크기가 다소 증가함을 보였고, 축에서 반경 방향으로는 분무액적의 크기가 다소 감소함을 보이고 있다. 상용 분무와 초음파 분무의 비교에서 초음파 겸용 가진시는 상용 분무 때 보다 분무 영역 전반에 걸쳐서 미세화가 뚜렷이 우세함을 보였다.

• 한국추진공학회:학술대회논문집
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• 한국추진공학회 2008년도 제30회 춘계학술대회논문집
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• pp.125-128
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• 2008

이중모드 위상도플러속도계(Dual-mode Phase Doppler Anemometry, DPDA)를 이용하여 소형 액체 로켓엔진 인젝터 분무의 미립화 특성을 고찰하였다. 분무액적의 반경방향 이동에 따른 속도, 크기, 수밀도, 부피플럭스 등을 다양한 분사압력에서 측정하여 인젝터 분무의 공간분포 특성을 규명한다. 분사 압력이 증가함에 따라 분무액적의 속도, 난류강도, 수밀도, 그리고 부피플럭스는 증가하지만, 산술평균 직경($D_{10}$)과 분무액적의 증발율에 대한 척도인 Sauter Mean Diameter($D_{32}$)로 표현되는 액적의 크기는 감소하였다. 또, 속도와 부피플럭스는 Sauter 평균직경(Sauter mean diameter, SMD)에 비례하는 것을 알 수 있었다.

• 한국추진공학회지
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• 제12권5호
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• pp.1-8
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• 2008

소형 액체로켓엔진 인젝터 분무의 공간분포 특성 규명을 위해 이중모드 위상도플러속도계(DPDA)를 이용한다. 분사압력 및 분무확산방향 이동거리를 변화시켜 분무액적의 크기, 속도 등을 측정하고, 산술평균직경(AMD), Sauter 평균직경(SMD), 수밀도, 스팬(span of drop size distribution), 그리고 체적 유속(volume flux) 등의 분무 매개변수를 도출하여 인젝터 분무의 분열특성을 고찰한다. 분사압력이 증가함에 따라 분무액적의 수밀도, 스팬, 그리고 체적 유속은 증가하지만, AMD는 감소하였다.

• 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.

• 대한기계학회논문집
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• 제13권3호
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• pp.538-546
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• 1989

본 연구에서는 분사액체의 점도가 분무액적의 평균크기뿐만 아니라 표준편차 의 역수적 개념을 가지는 균일도에 주는 영향을 실험을 통하여 살펴보았다.

• 한국항공우주학회지
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• 제46권11호
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• pp.944-951
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• 2018

회전익기의 결빙운용능력이 요구될 경우 자연결빙 비행시험전 풍동시험과 인공결빙시험을 선행하면 개발기간을 단축시킬수 있다. 한국형기동헬기의 경우 인공결빙 시험을 수행하여 각 시험조건에서 방 제빙기능의 정상작동을 확인 후 자연결빙시험을 수행하였다. 인공결빙시험에서 시험조건인 액적량(LWC)과 액적 평균직경(MVD)을 확인하기 위해 정밀센서인 구름기상정보관측기(CCP)를 사용하는데 시험환경, 장비오차등의 이유로 측정치의 불확실성이 존재할 수 있어 시험조건 확인이 다방면으로 필요하다. 동체에 착빙된 얼음두께로부터 LWC를 계산하여 측정값과 비교한 결과, 시험조건을 간접적으로 검증해 볼 수 있는 효과적인 방법임을 확인하였다.

• 한국추진공학회:학술대회논문집
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• 한국추진공학회 2007년도 제29회 추계학술대회논문집
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• pp.135-138
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• 2007

액체추진제 추력기에 사용되는 인젝터 분무액적의 2차원 공간분포 특성을 이중모드 위상도플러속도계(dual-mode phase Doppler anemometry, DPDA) 기법을 적용하여 고찰하였다. 분무액적의 속도, 난류강도, Sauter 평균직경(Sauter mean diameter, SMD), 수밀도, 그리고 체적플럭스 등의 분무분열특성 매개변수 변이를 정량화 하여 인젝터 분무의 거시적 거동을 규명한다. 본 연구는 추력기의 성능특성 이해는 물론 새로운 추력기의 설계기반 구축에 기여할 수 있을 것이다.

• 한국항공우주학회지
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• 제48권4호
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• pp.255-267
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• 2020

SLD 조건은 직경이 50㎛ 이상인 과냉각대형액적의 분포가 지배적인 결빙 환경을 뜻한다. SLD 조건에서는 액적의 큰 크기로 인해 wall-droplet interaction, deformation 등의 물리적 현상이 착빙 과정에 중요한 영향을 미친다. 그에 따라 SLD 효과를 수치적으로 모사하기 위한 다양한 연구가 수행되었고, 부착률을 수정하는 후처리 기법을 통해 wall-droplet interaction 현상을 고려하는 방법이 제안되었다. 그러나 이 방법은 액적이 충돌하는 벽면 특성을 제대로 고려하지 않는 반경험식(Wright Model)을 사용하기 때문에 착빙 영역에서 여전히 부착률과 부착 한계를 과대 예측한다. 이 문제를 해결하기 위해 본 연구에서는 착빙 영역을 세 개의 영역으로 구분하였다. 그리고 벽면 특성을 고려하는 Bai and Gosman rebound 모델을 바탕으로 개발한, 새로운 wall-droplet interaction 모델을 후처리 기법에 도입했다. 그리고 액적의 항력계수를 증가시키는 deformation 현상을 반영하기 위해 3가지 deformation 모델을 비교·분석하여 가장 적합한 모델을 선정했다. 앞의 내용을 바탕으로 개발한 SLD 결빙 예측 코드를 검증하기 위해 실험 데이터를 활용하여 해석을 수행했다. 그 결과 수정된 후처리 기법은 착빙 영역에서 rebound 현상에 의한 부착률 감소를 더욱 크게 예측하였고 부착 한계와 부착률 크기를 예측하는 데 있어 향상된 정확성을 보여줬다. 그리고 deformation에 의한 항력계수의 증가를 가장 크게 결정하는 Wiegand model이 실험과 가장 유사한 것을 확인할 수 있었다.