• 한국항공우주학회지
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• 제33권1호
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• pp.62-68
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• 2005

액체로켓 가스발생기를 위한 인젝터를 설계하여 분사특성을 살펴보았다. 인젝터는 F-O-F triplet impinging이고 모의 추진제로 kerosene/물을 사용하였다. 인젝터의 형상설계 변수는 충돌각과 충돌거리이며 이를 이용하여 5가지의 후보 요소 인젝터를 설계하였으며, 모의 추진제를 사용하여 분사 특성을 실험하였다. 분사특성을 측정하기 위한 인자는 혼합효율과 분사각으로 모의 추진제 운동량비 0.2~1.3 범위에서 분사유량과 국부 O/F비를 측정하고 혼합효율을 계산하였다. 가스발생기용 인젝터는 농염한계의 O/F비 때문에 가장 높은 효율과 적절한 분사 각을 갖는 요소 인젝터를 선정하였고 연소 특성을 연구하기 위하여 연소실험을 실시하였다.

• 대한기계학회:학술대회논문집
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• 대한기계학회 2002년도 학술대회지
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• pp.283-286
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• 2002

The mixing of fuel and oxidizer and each mass distribution of unlike split triplet(F-O-O-F) injector for liquid rocket which are known to affect the combustion efficiency significantly, has been investigated using PLLIF technique. Experiment is conducted to investigate the effect of mixture ratio(MiR), momentum ratio(MoR) and impinging angle on mixing efficiency. The mixing efficiency, which is introduced by Rupe, gives the global chracteristic of spray mixing. Experiment far comparison with triplet injector(F-O-F), which has same momentum ratio and impinging angle with split triplet injector is conducted.

• 한국추진공학회:학술대회논문집
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• 한국추진공학회 2003년도 제21회 추계학술대회 논문집
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• pp.195-203
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• 2003

실물형 Unlike 충돌형 triplet 분사기인 F-O-F형과 O-F-O형의 분무특성 및 혼합특성을 실험적으로 알아보았다. 각각의 분사기에 대해 산화제와 연료의 운동량비의 변화에 따라 분무형상과 케로신/물을 이용한 혼합효율을 측정하였다. 분무형상은 Stroboscope와 CCD camera를 이용한 직접사진기법으로, 혼합효율은 Mechanical Patternator를 이용하였다. O-F-O형 분사기가 미립화 특성이 우수함을 알 수 있었고, 운동량비가 증가함에 따라 혼합효율이 급격히 감소함을 알 수 있었다.

• 대한기계학회:학술대회논문집
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• 대한기계학회 2001년도 추계학술대회논문집B
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• pp.758-763
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• 2001

This paper presents twin spray characteristics of two impinging F-O-O-F type injectors in which fuel and oxidizer impinge on each other to atomize under the various conditions. The droplet size and velocity in the impinging spray flow field were measured using a PDPA. The droplet size and velocity were investigated at mixture ratios of 1.5, 2.0, 2.47 and 3.0 for four injectors in which two single F-O-O-F injectors were arranged at intervals of 20.8, 31.2, 41.6 and 62.4mm respectively. In general, the arithmetic mean diameter, SMD and standard deviation of droplet size in the interaction area (X=0 and Y=0mm) were smaller. The axial velocity in the interaction area was slightly higher. Considering the behavior of impinged droplets using the We number calculated by using the axial velocity instead of the relative velocity in line C in Fig. 1(b) for four injectors, it is consumed that the We number over 500 had the possibility to disintegrate, and the We number below 500 had it to cohere after impingement of twin spray. The results of this study can be used for the design of a nozzle for liquid propellant rockets.

• Journal of Mechanical Science and Technology
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• 제20권6호
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• pp.874-881
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• 2006

Combustion stability characteristics in actual full-scale combustion chamber of a rocket engine are investigated by experimental tests with the model (sub-scale) chamber. The present hot-fire tests adopt the combustion chamber with three configurations of triplet impinging-jet injectors such as F-O-O-F, F-O-F, and O-F-O configurations. Combustion stability bound-aries are obtained and presented by the parameters of combustion-chamber pressure and mixture (oxidizer/fuel) ratio. From the experimental tests, two instability regions are observed and the pressure oscillations have the similar patterns irrespective of injector configuration. But, the O-F-O injector configuration shows broader upper-instability region than the other configurations. To verify the instability mechanism for the lower and upper instability regions, air-purge acoustic test is conducted and the photograph or the flames is taken. As a result, it is found that the pressure oscillations in the two regions can be characterized by the first impinging point of hydraulic jets and pre-blowout combustion, respectively.

• Journal of Mechanical Science and Technology
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• 제16권5호
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• pp.732-742
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• 2002

This paper presents twin spray characteristics of two impinging F-O-O-F type injectors in which fuel and oxidizer impinge on each other to atomize under the various conditions. The droplet size and velocity in the impinging spray flow field were measured using PDPA. The droplet size and velocity were investigated at the mixture ratios of 1.5, 2.0, 2.47 and 3.0 for four injectors in which two single F-O-O-F injectors were arranged at the intervals of 20.8, 31.2, 41.6 and 62.4mm respectively. In general, the arithmetic mean diameter, SMD and standard deviation of droplet size in the interaction area (X=0 and Y=0mm) were smaller, while the axial velocity in the interaction area was slightly higher. An empirical correlation is obtained for the (D$\_$10/)$\_$D//(D$\_$10/)$\_$c/ value under the assumptions of two identical droplets and these with different size and velocity. The droplets with low Weber numbers below 40 have possibility to coalesce, while those over 40 tend to disintegrate after impingement in the interaction area.

• 한국추진공학회지
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• 제3권3호
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• pp.1-8
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• 1999

$H_2$O/Kerosene을 사용하여 Unlike 충돌형 인젝터(FOOF형)에서 산화제와 연료의 운동량비 변화에 따른 혼합효율을 측정하였다. 모의 추진제의 운동량비 1.5(총혼합비 1.89)에서 혼합성능은 최대 값을 나타내었으며 모의 추진제의 실험결과는 실제 추진제인 LOX/Kerosene에 적용하여 혼합특성속도 효율을 예측하였다 연구 결과 혼합특성속도 효율은 운동량비 2.0에서 최대 값을 나타내었다. 이러한 예측은 실제 연소실험을 통하여 얻어진 연소효율과 약간의 차이는 있으나 초기설계자료로서 충분한 가치가 있는 것으로 판단된다.

• Journal of Mechanical Science and Technology
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• 제15권1호
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• pp.117-124
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• 2001

This paper presents turbulent characteristics of an impinging F-O-O-F type injector in which fuel ad oxidizer impinge on each other to atomize under the different momentum ratio. Water was used as an inert simulant liquid instead of fuel and oxidizer. The droplet size and velocity in the impinging spray flow field were measured using a PDPA. The gradient of the spray half-width(b$_2$) along the long-axis direction declined throughout the entire spray flow field with increasing the momentum ratio from 1.19 to 6.48. However, the gradient of the half-width(b$_1$) along the short-axis direction decreased with increasing the momentum ratio. The turbulence intensity and turbulent kinetic energy were converged into the center of the center of the initial region with increasing the momentum ratio. As the momentum ratio increased from MR=1.19 to MR=6.48, the turbulent shear stress decreased. The results of this study can be used for the design of an impinging type injector for liquid rackets.

• 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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• 제14권5호
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• pp.24-31
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• 2010

충돌형 분사기가 장착된 모델 연소실에서 연소장 수치 해석을 이용하여 연소 안정성을 평가하였다. 충돌형 분사기로는 F(fuel)-O(oxidizer)-O-F형 분사기를 채택하였다. 본 연구에서는 연료와 산화제의 제트 혼합과정이 지배적이라는 가정하에 순간 화학 반응 모델을 채택하여 수치해석을 수행하였다. 선행 연구를 통해 제안된 방법론을 토대로 모델 연소실 형상이 설계되고 연소실 작동 조건이 결정되었다. 본 연구에서 제시한 방법을 토대로 얻은 연소 안정성 경계는 공기 분사 음향 실험과 연소 실험결과와 정성적으로 잘 일치하였다. 연료와 산화제의 분사와 혼합이 연소 불안정 유발에 지배적인 경우, 본 연구에서 제안된 수치해석 기법을 이용하여 효과적으로 분사기의 연소 안정성을 평가할 수 있다.