• 한국분무공학회지
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• 제23권4호
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• pp.159-168
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• 2018

Thrust throttling in a liquid rocket engine can be implemented via several ways such as high pressure drop injector, dual manifold, multiple chamber, pintle injector, and gas injection. Thrust throttling using gas injection controls thrust by usually injecting inert gas into propellant through an aerator to reduce the propellant's bulk density. In this study, the outside-in aerator was used in the propellant line to create two phase flow. Closed-type, open-type, and screw-type bi-swirl coaxial injectors were utilized for investigating throttling characteristics such as pressure drop, mixture density, and discharge coefficient according to gas-liquid mass ratio.

• 항공우주기술
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• 제6권1호
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• pp.128-135
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• 2007

분사기 헤드에 설치된 분사기 수를 바꾸어가며 실물형 가스발생기의 연소 특성에 대한 실험적 연구를 수행하였다. 가스발생기에 공급되는 총 추진제의 유량은 같으면서 분사기당 유량이 달라지는 실물형 가스발생기 3대가 사용되었다. 각 가스발생기에는 13개, 19개, 37개의 내부 혼합형 이중 스월 분사기가 배치되었다. 연소시험 결과, 13개, 19개 분사기를 장착한 가스발생기는 축방향 공진주파수에 해당하는 섭동이 발생하지 않았지만, 37개 분사기가 장착된 가스발생기의 경우 강도가 작긴 하지만 축방향 공진주파수에 해당하는 압력 섭동 현상이 나타나고 있다. 분사기 수가 증가할수록 연소실내의 온도 분포 편차는 점차 작아지지만, 분사기 LOx post의 손상은 증가하는 결과를 나타내었다.

• 한국분무공학회지
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• 제27권3호
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• pp.134-143
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• 2022

When a recess is applied to a swirl coaxial injector that uses liquid and gas propellants, a self-pulsation phenomenon in which the spray oscillates at regular intervals may occur. The phenomenon is caused by the interaction between the liquid and gas propellants inside the injector recess region. The propellants' kinetic energies are expected to affect significantly the spray oscillation. Therefore, cold-flow tests using helium as a gas-simulating propellant were conducted and compared with the results of the previous study using air. Dynamic pressure was measured in the injector manifold and frequency characteristics were investigated through the fast Fourier transform analysis. In the experimental environment, the helium density was about seven times lower than the air density. Accordingly, the intensity of pressure fluctuations was confirmed to be greater when air was used. At the same kinetic energy condition, the perturbation frequency was almost identical in the low flow rate conditions. However, as the flow rate increased, the self-pulsation frequency was higher when helium was used.

• 한국분무공학회지
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• 제8권2호
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• pp.7-15
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• 2003

The effects of fuel density and fuel viscosity on spray characteristics were investigated under two different gas turbine fuels and various fuel supply pressure conditions through measurement of SMD, number density and volume flux by using PDPA system in dual orifice injector for gas turbine engines. In this study, we found out that the droplet size and spray structure are strongly depend on fuel density for dual orifice injector. The spray characteristics of high density fuel in dual orifice injector are similar with the characteristics of low density fuel in single orifice injector. The shear region between primary main fuel stream and secondary main fuel stream is examined in low density fuel condition but not exist in high density fuel condition, then this shear region is very important in quality of gas turbine spray. There are worth consideration for the effect of fuel density on spray characteristics in frontal device design to improve combustion efficiency.

• 한국분무공학회지
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• 제27권3호
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• pp.144-154
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• 2022

Gas injection is a technique applied to improve throttling in liquid rocket engines and atomization in effervescent injectors. When a gas is injected into a liquid, it creates a two-phase flow inside the injector. The changes (bubbly flow, slug flow, annular flow, etc.) in the two-phase flow affect the injector's spray characteristics. In this study, cold-flow tests were performed by using three injectors with different orifice diameters and four aerators with different gas injection hole diameters. The experiments were done by changing the thrust ratio (liquid mass flow rate ratio) and gas-liquid mass flow rate ratio. Two-phase flow transition, breakup length, and discharge coefficient according to the injector/aerator design and flow conditions were investigated in detail.

• 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.

• 한국추진공학회:학술대회논문집
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• 한국추진공학회 2006년도 제27회 추계학술대회논문집
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• pp.309-315
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• 2006

분사기 설계에 따른 실물형 가스발생기의 연소 특성에 대한 연구를 수행하였다. 가스발생기에 공급되는 총 추진제의 유량은 같으면서도 분사기 설계에 따라 분사기당 유량이 달라지는 실물형 가스발생기 3대가 제작되었다. 각 가스발생기에는 13개, 19개, 37개의 내부 혼합형 이중 스월 분사기가 배치되었다. 연소시험 결과, 13개, 19개 분사기를 장착한 가스발생기는 축방향 공진주파수에 해당하는 섭동이 발생하지 않았지만, 37개 분사기가 장착된 가스발생기의 경우 강도가 작긴 하지만 축방향 공진주파수에 해당하는 연소불안정 현상이 나타나고 있다. 분사기 헤드에 배치된 분사기 수가 증가할수록 연소실내의 온도 분포는 작은 편차를 보이지만, LOx post의 손상은 증가하는 것을 알 수 있었다.

• 한국분무공학회지
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• 제17권1호
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• pp.35-44
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• 2012

To improve the mixing and atomizing performance at the center region of the conventional coaxial shear injector spray, the concept of a coaxial porous injector was invented. This novel injection concept for liquid rocket engines utilizes the Taylor-Culick flow in the cylindrical porous tube. The 2-dimensional injector, which can be converted in three injection configurations, was fabricated, and several cold flow tests using water-air simulant propellant was performed. The hydraulic characteristics and the effects of a gas flow condition on the spray pattern and the Sauter mean diameter (SMD) was analyzed for each configuration. The atomizing mechanism of coaxial porous injector was different with the coaxial shear injector, and it was explained by the momentum of the gas jet, which is injected normally against the center liquid column, and by the secondary disintegration at the wavy interface of liquid jet, which was generated at the recessed region. The SMD of 2D coaxial porous injector, which has higher gas momentum, was measured and it shows better atomizing performance at the center and outer side of spray than the 2D coaxial shear injector.

• 한국추진공학회:학술대회논문집
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• 한국추진공학회 2012년도 제38회 춘계학술대회논문집
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• pp.104-105
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• 2012

기존의 2상유체 동축형 전단분사기에서 나타나는 분무 중심부에서의 혼합비 불균일 및 낮은 미립화 성능을 보완하기 위하여 다공성재를 적용한 새로운 형태의 동축형 다공성재 분사기를 착안하였다. 본 연구에서는 동일 질량유량조건에서 기체분사면적을 변화시켜 표면분사기체의 반경방향 운동량의 크기를 조절하였으며, 이에 따른 물-공기 모사추진제 수류시험에서의 분무특성에 대한 고찰을 수행하였다.

• 한국추진공학회지
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• 제25권2호
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• pp.12-23
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• 2021

이 연구에서는, 모델 가스 터빈 연소기에서 발생하는 저선회 인젝터와 강선회 인젝터의 열-음향불안정성을 비교하고 있다. 인젝터 형태에 다른 불안정한 거동의 비교를 위하여, 다양한 당량비와 연소실 길이의 광범위한 범위의 실험이 수행되었다. 실험 결과, 연소기에서 발생된 대부분의 불안정성은 종-방향 불안정성이라는 것이 확인되었다. 또한, 강선회 인젝터가 저선회 인젝터에 비하여 더 넓은 연소실 길이 영역에서 강한 연소 불안정성이 발생됨이 발견되었다. 저선회 인젝터의 막힘률은 전체적인 거동 측면에서 큰 의미를 보이지 않았다. 또한, 인젝터의 형태에 무관하게 연소실 길이가 동일한 경우에 연소 불안정성이 발생한 경우에는 불안정성의 특성이 유사함이 발견되었다.