• Journal of Mechanical Science and Technology
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• 제19권9호
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• pp.1811-1820
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• 2005

Thermo-acoustic instability of methane/ air flames in an industrial gas-turbine combustor is numerically investigated adopting CFD analysis. The combustor has 37 EV burners through which methane and air are mixed and then injected into the chamber. First, steady fuel! air mixing and flow characteristics established by the burner are investigated by numerical analysis with single burner. And then, based on information on the flow data, the burners are modeled numerically via equivalent swirlers, which facilitates the numerical analysis with the whole combustion system including the chamber and numerous burners. Finally, reactive flow fields within the chamber are investigated numerically by unsteady analysis and thereby, spontaneous instability is simulated. Based on the numerical results, scaling analysis is conducted to find out the instability mechanism in the combustor and the passive control method to suppress the instability is proposed and verified numerically.

• 한국소음진동공학회:학술대회논문집
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• 한국소음진동공학회 2002년도 추계학술대회논문초록집
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• pp.386.2-386
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• 2002

This paper reports the performance and the Algorithm of an 1/3-octave band spectrum control system. The system is developed to provide various required spectrums in a high intensity acoustic chamber. The required spectrums, which usually comes from launch vehicle specification, starts from 25㎐ band and ends 10,000㎐. Short settling time is required to guarantee the safety of test objects and reduce the amount of operating gas. (omitted)

• 한국항공우주학회지
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• 제33권5호
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• pp.79-86
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• 2005

기체-액체형 분사기를 사용하는 고성능 로켓엔진을 위하여 공명기로서의 분사기의 역할을 연구하였다. 단일 분사기가 장착된 연소기에서의 음향 거동을 상온 선형 음향해석을 통해 조사하였다. 음향감쇠 효과는 분사기 길이에 따른 감쇠인자를 통해 정량화되었다. 계산 결과, 분사기는 음향 감쇠에 있어 큰 역할을 하며, 최적의 분사기 길이는 감쇠시키고자 하는 음향 주파수에 대한 반파장 길이에 해당함을 알 수 있었다. 배플이 장착된 연소기에서, 상온 조건과 실제 연소 상황의 조건을 설정하여 각 조건에 대해서 배플길이에 따른 최적 분사기 길이의 변화를 계산하여 제시하였다.

• 한국추진공학회지
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• 제12권2호
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• pp.1-7
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• 2008

연소실내 음향 감쇠를 위해 장착되는 반파장 공명기의 반경 방향 위치 효과를, 상온에서의 선형 음향 실험을 통해 실험적으로 연구하였다. 음향 감쇠의 정량화를 위해 감쇠 인자를 사용하였다. 감쇠하고 하는 음향 모드에 대해 공명기가 최적의 길이를 갖는 경우에는, 반경 방향 위치의 증가에 따라 음향 감쇠 효과가 증가하였다. 또한, 감쇠 인자의 변화 추이는 감쇠시키고자 하는 음향 모드의 진폭 변화 추이와 유사하였다. 장착 위치가 장착면의 중심에 접근할수록 음향 감쇠 효과가 감소할 뿐만 아니라 분사기 길이와의 상관성토 감소하였다. 한편, 공명기가 비최적 길이를 갖는 경우에는, 반경 방향 위치 효과가 거의 나타나지 않아 위치와 무관한 감쇠 인자값을 관찰할 수 있었다. 공명기의 길이와 위치에 따라 감쇠 성능을 평가하였다.

• 한국추진공학회:학술대회논문집
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• 한국추진공학회 2009년도 춘계학술대회 논문집
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• pp.281-284
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• 2009

로켓엔진 연소기의 연소 불안정 억제를 위해 연소 상황에서의 1/4파장 공명기의 주파수 동조를 수치적으로 연구하였다. 상온 음향 시험을 통해 도출된 최적 감쇠 조건을 충족시키는 사양의 1/4파장 공명기를 채택하였다. 먼저, 실규모 연소실의 조건을 모사한 모형 연소실에서의 연소장을 수치해석하여 기본 음향파 응답 특성을 분석하였다. 다음으로, 이 연소실에 음향 공명기를 장착하여 공명기 내부 물성치를 예측하였다. 이러한 기본 데이터를 토대로 특정 음향 모드를 감쇠시킬 수 있는 주파수 동조 방안을 연구하였다. 각 공명기 내부의 물성치를 토대로 공명기를 개별 공명기의 최적 동조 길이로 설계할 경우에 충분한 감쇠 성능을 얻을 수 있었다. 설계의 편의를 위해 모든 공명기를 동일길이로 설정한 경우, 길이에 따른 감쇠성능을 비교하여 제시하였다. 이를 토대로 최적의 동조길이를 찾을 수 있었다.

• 한국추진공학회:학술대회논문집
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• 한국추진공학회 2006년도 제26회 춘계학술대회논문집
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• pp.355-358
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• 2006

액체 로켓엔진 연소기에 장착되는 음향 공명기의, 음향감쇠에 미치는 이중 주파수 동조(bituning) 효과를 수치해석적으로 조사하였다. 이중 주파수 동조된 공명기는, 두가지 주요한 음향파 진동 모드인 제1접선 방향(1T) 모드와 제1반경 방향(1R) 모드에 동조된다. 먼저, 단일 주파수 동조된 공명기의 음향감쇠 효과를 조사하였다. 감쇠 성능은, 1T 또는 1R 모드에 동조된 공명기 개수의 함수로서 감쇠인자에 의해 정량화되었다. 다음으로, 이중 주파수 동조된 공명기의 감쇠 특성을 조사하였다. 해석 결과로부터, 1T와 1R 모드 각각에 동조될 적절한 공명기의 개수를 선정할 수 있었다.

• 한국추진공학회지
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• 제9권4호
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• pp.9-15
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• 2005

고성능 연소기에서 주로 채택되는 기체-액체형 동축 분사기의 음향감쇠 효과를 선형 음향해석을 통해 조사하였다. 그러한 형태의 분사기는 반파장 공명기 역할을 수행할 수 있으므로 반파장 공명기와 1/4파장 공명기의 음향감쇠 특성을 비교/조사하였다. 공명기의 음향 감쇠 효과에 있어서 경계흡수계수의 영향과 공명기 길이 효과를 알아보았고, 연소실과 공명기내 유체의 음속 변화를 통해 반파장 공명기의 음향 감쇠 특성을 조사하였다. 계산 결과, 공명기의 최적 동조 길이가 짧고, 공명기내 유체의 음속이 낮은 조건에서 큰 감쇠효과가 나타남을 알 수 있었다. 또한, 경계흡수계수의 감소는 공명기의 동조 길이 범위를 좁게 하였다.

• 한국추진공학회:학술대회논문집
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• 한국추진공학회 2007년도 제29회 추계학술대회논문집
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• pp.17-20
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• 2007

연소실내 형성되는 접선방향 음향 모드의 감쇠를 위해 장착되는 공명기의 반경 방향 위치 효과에 대해 실험적으로 연구하였다. 반파장 공명기를 채택하였고, 상온에서 선형 음향 실험을 수행하였다. 감쇠 대상 음향 모드에 대해 공명기가 최적의 길이를 갖는 경우에는, 반경 방향 위치의 증가에 따라 음향 감쇠 효과가 증가하였다. 또한, 반경방향으로의 감쇠 인자의 변화 추이는 감쇠시키고자 하는 음향 모드의 진폭 변화 추이와 유사하였다. 장착 위치가 장착변의 중심에 접근할수록 음향 감쇠 효과가 감소할 뿐만 아니라 분사기 길이와의 상관성도 감소하였다. 공명기가 비최적 길이를 갖는 경우에는, 반경 방향 위치 효과가 거의 나타나지 않아 위치와 무관한 감쇠 인자값을 관찰할 수 있었다.

• 한국추진공학회지
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• 제12권3호
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• pp.34-40
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• 2008

로켓엔진 연소기의 음향 안정성 향상을 위해, 반파장 공명기의 음향학적 설계인자를 실험적으로 연구하였다. 표준 음향시험 절차에 따라 음향파 응답 신호가 측정되었다. 감쇠인자와 흡음계수가 정량적으로 평가되었고, 이로부터 공명기의 음향감쇠 성능을 파악하였다. 공명기의 직경과 개수, 배치, 연소실의 직경이 설계 인자로 채택되었다. 공명기 직경이 증가함에 따라 음향감쇠 성능이 증가하였다. 연소실 단면에 대한 공명기의 면적비가 최적 값을 초과할 때 과감쇠가 발생하였고, 이로 인해 음향 감쇠 성능이 저하됨을 확인하였다. 공명기 직경이 증가할수록 작은 면적비에서 최적 흡음성능이 달성되었다.

• 한국추진공학회지
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• 제8권4호
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• pp.55-66
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• 2004

본 논문에서는 로켓 엔진의 고주파 연소불안정 현상이 연소현상과 맞물린 음향학적 현상이라는점과 일반적으로 로켓엔진의 연소실 및 배기노즐이 원통형이라는 점을 고려하여 단면적이 변하는 원통형 관에서 음향, 엔트로피 및 와류 파동방정식의 해를 구하는 방법을 제시하였고 이를 통하여 엔트로피 및 와류파동이 음향파동에 미치는 영향을 수학적으로 해석 및 계산 할 수 있는 방법을 제시하였다. 이를 바탕으로 초음속 노즐에서 음향파동의 반사계수를 계산해 봄으로서 엔트로피 및 와류파동이 음향파동의 반사율을 강화 혹은 약화시킬 수 있다는 것을 보였다.