• International Journal of Fluid Machinery and Systems
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• 제4권1호
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• pp.1-13
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• 2011

In operating a turbomachine at off-design conditions various instabilities caused by anomalous flow phenomena occur and sometimes lead to the damage of a turbomachine. In order to avoid these phenomena various devices characteristic to each phenomenon have been developed, however they make turbomachines large-sized and cause efficiency drop. The present author has developed a very simple and innovative device, termed "J-groove," of suppressing various anomalous flow phenomena commonly by controlling the angular momentum of the main flow. It has been revealed that J-groove makes an operation of a turbomachine stable in all flow range, causes little efficiency drop, and can be easily applied to an existing machine. Here is reviewed totally the results of suppressing various anomalous flow phenomena in turbomachines.

• 한국추진공학회지
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• 제24권6호
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• pp.61-68
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• 2020

7톤급 터보펌프 실매질시험에서 계측된 고주파 신호인 가속도와 압력섭동에 대한 주파수 분석(waterfall, frequency spectrum), 실효값(RMS) 계산 등의 신호 처리를 통해 산화제펌프의 신뢰성을 평가하였다. 계측된 압력섭동 신호 분석을 통해 산화제펌프의 누설 유로에 위치한 산화제 후방 플로팅 링에 의한 강한 압력섭동이 발생하였고 이는 산화제펌프 입구 및 출구 압력과 가속도 신호에도 영향을 주는 것을 확인하였다. 터보펌프의 가속도 실효값 계산을 통해 정격 운용 조건에서의 터보펌프는 양호한 진동 성능을 보여주고 있으며 가속도 회전수 성분 중 축계에 영향을 주는 회전수 동기 주파수 성분이 강하게 나타나는 것을 확인하였다.

• 한국분무공학회지
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• 제7권4호
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• pp.32-41
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• 2002

The breakup characteristics of liquid sheets formed by like-doublet injector were investigated in the cold-flow and atmospheric ambient pressure condition. The sheet breakup wavelength, which induces the sheet to be broken into ligaments, as well as the sheet breakup length, which is important for the flame location, was measured using a stroboscopic light. The liquid ligaments are formed intermittently after the breakup of sheet, and the wavelength of ligaments has been believed to have a relation to the combustion instability of liquid rocket engine. Therefore, the wavelength of ligaments and the breakup length of ligaments into fine drops were also measured. Since these spray characteristics are affected by the flow characteristics of two liquid jets before they impinge on each other, we focused on the effects of orifice internal flow such as the cavitation phenomenon that occurs inside the sharp-edged orifice. From the experimental results, we found that the liquid jet turbulence delays the sheet breakup and makes shorter wavelengths for both sheets and ligaments. Since the turbulent strength of sharp-edged orifice is stronger than that of round-edged orifice, the shape of orifice entrance results in large differences in the spray characteristics. Using these results, we proposed empirical models on the spray characteristics of the like-doublet injector, and these models are believed to provide some useful and actual data for designing liquid rocket combustors.

• 한국마린엔지니어링학회:학술대회논문집
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• 한국마린엔지니어링학회 2006년도 전기학술대회논문집
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• pp.327-328
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• 2006

In generally, under the influence of over-pressure drop, serious problems such as cavitation, choked flow, flashing and vibration has been coming around the tilting disk check valve. A PIV experiment to examine the cause of energy loss has been performed and the improvement configuration of valve seat based on this visualization results is proposed. In the visualization results, flows in the piping system became instability under the influence of the shape of boss. This unstable flows induces sudden pressure drop in the piping system. So, we change the configuration of boss as a streamlined design to be stabilized the flows. A pressure measurement has been performed to know that the influence of the configuration change. In result, the rate of pressure loss reduction is about 22% at the position of No. 2 and 24.2% at the position of No. 6 in comparison with pre-improved shape.

• International Journal of Fluid Machinery and Systems
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• 제2권4호
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• pp.375-382
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• 2009

Hydraulic instability associated with pressure fluctuations is a serious problem in hydraulic machinery. Pressure fluctuations are usually a result of a strong vortex created in the centre of a flow at the outlet of a runner. At every radial turbine and also at every single regulating axial turbine, the draft tube vortex appears at part-load operating regimes. The consequences of the vortex developed in the draft tube are very unpleasant pressure pulsation, axial and radial forces and torque fluctuation as well as turbine structure vibration. The consequences of the vortex are transferred upstream and downstream with amplitude and frequency modulation in respect of the turbine operating regime, cavitation conditions and air admitted content. Numerical prediction of the vortex appearance in the design stage is a very important task. The amplitude of the pressure pulsation is different for each operating regime therefore the main goal of this research was to numerically predict pressure pulsation amplitude versus different guide vane openings and to compare the results with experimental ones. For the numerical flow analysis of a complete Francis turbine (FT), the computer code ANSYS-CFX11 has been used.

• 유체기계공업학회:학술대회논문집
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• 유체기계공업학회 2003년도 유체기계 연구개발 발표회 논문집
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• pp.577-582
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• 2003

In generally, under the influence of over-pressure drop, serious problems such as cavitation, choked flow, flashing and vibration has been coming around the tilting disk check valve. A PIV experiment to examine the cause of energy loss has been performed and the improvement configuration of valve seat based on this visualization results is proposed. In the visualization results, flows in the piping system became instability under the influence of the shape of boss. This unstable flows induces sudden pressure drop in the piping system. So, we change the configuration of boss as a streamlined design to be stabilized the flows. A pressure measurement has been performed to know that the influence of the configuration change. In result, the rate of pressure loss reduction is about 22% at the position of No. 2 and 24.2% at the position of No. 6 in comparison with pre-improved shape.

• 한국추진공학회:학술대회논문집
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• 한국추진공학회 2012년도 제38회 춘계학술대회논문집
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• pp.447-450
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• 2012

30톤급 터보펌프-가스발생기 연계시험에서 예냉 절차에 대해 분석을 수행하였다. 예냉은 극저온 추진제를 사용하는 액체로켓엔진에서는 시험 전 반드시 수행하여야 하는 절차이다. 예냉을 통해 시험기, 특히 극저온 펌프의 온도를 극저온으로 낮춰 펌프의 공동화 현상, 베어링 부의 파손, 기포에 의한 연소 불안정성의 가능성을 사전에 제거한다. 30톤급 터보펌프-가스발생기 연계시험을 통해 수집한 자료를 분석함으로서 한국형발사체 엔진 개발 시험 시 유용한 자료로 사용하고자 연구를 수행하였으며, 각 주요 부위의 온도, 예냉 수행 시간 등을 파악하였다.

• 한국음향학회지
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• 제40권4호
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• pp.320-329
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• 2021

본 논문에서는 선박 수중방사소음 저감을 위한 에어마스커의 기포크기 추정 모델을 제시하였다. 제시된 모델은 Rayleigh의 제트 불안정 모델과 연속 조건을 이용하여 유도된 기존 모델에 공기의 제트유속을 도입함으로써 저속유동 조건에서 발산하는 단점을 보완 하였다. 공기의 제트유속은 유동이 없는 경우 기포의 크기를 이용하여 추정하였다. 유동이 없는 매질에서 기포의 크기는 분사된 공기의 레이놀즈수를 기반으로 층류구간, 천이구간, 그리고 난류구간으로 나누어 경험적 방법으로 추정 하였다. 제시된 기포크기 추정 모델은 Computational Fluid Dynamics(CFD) 해석결과 그리고 기존 문헌의 실험결과와 비교하여 잘 일치함을 확인하였다. 끝으로, 음향 역산법을 활용하여 대형터널에서 수행된 에어마스커 공기분사 실험의 계측된 삽입손실로부터 기포의 분포를 추정하였다. 역산된 기포분포와 기포크기 추정 모델의 추정 결과를 비교하였다.

• 항공우주시스템공학회지
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• 제14권5호
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• pp.26-32
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• 2020

본 연구에서는 액체로켓 연소기의 연소 불안정 모사를 위해 극저온 유체인 액체질소를 공급하는 설비를 구축하였다. 가압 및 공급 성능을 예측하였으며 실험을 통하여 검증하였다. 액체질소 공급 시스템은 가압식 공급 시스템으로 구성하였으며, 가압제 압력 조정은 돔 레귤레이터를 사용하였다. 액체질소 공급 유량 제어는 캐비테이션 벤추리를 사용하였으며, 액체 질소 공급 조건은 초당 유량 2.55 kg/s, 벤추리 입구 압력은 100 bar 이상이다. 초기 실험 결과 예측된 가압제의 양이 충분히 공급되지 못하여, 탱크압력 강하가 발생해 목표 유량을 공급하지 못하였다. 구축된 설비의 변경 및 보완을 통하여, 최종적으로 목표 유량 공급에 성공하여 극저온 액체질소 공급 설비를 검증하였다.