• 한국추진공학회:학술대회논문집
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• 한국추진공학회 2017년도 제48회 춘계학술대회논문집
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• pp.251-253
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• 2017

Prefilming air blast 연료노즐의 다상유동 해석을 수행하였다. 연료가 미립화되는 과정을 관찰하였으며 liquid film의 두께와 속도를 계산하였다. Slot에서 분사된 연료는 prefilmer surface에서 얇은 액막을 형성한 후 연료노즐 lip에서 액적으로 분열되었다. 또한 계산된 liquid film의 두께와 속도를 경계조건으로 하여 반응유동장 해석을 수행하였다. 분사된 액적은 venturi throat를 지나면서 기화되었고 연료노즐 하류에 반응영역이 형성되어 안정적으로 보염이 이루어졌다.

• 대한기계학회논문집B
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• 제37권3호
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• pp.275-283
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• 2013

차세대 로켓 엔진의 추진제중 하나로 부각되어지고 있는 메탄 엔진의 연소 특성을 파악하기 위하여 가스메탄과 액체산소를 추진제로 사용하는 로켓 엔진의 인젝터를 설계/제작 하였다. 동축 스월/전단형 인젝터를 채택하여 제작하였으며, 상용 해석 프로그램인 Fluent를 사용하여 유동해석을 수행한 결과를 바탕으로 인젝터의 주요 변수들을 선정하였다. 제작된 인젝터는 수류실험을 통하여 미립화와 분무특성을 파악하였고, 설계점에서의 연소실험을 수행하여 점화 및 연소 안정성을 확인하였다. 또한, 혼합비(O/F ratio)를 변화시켜가며 연소 실험을 수행하여 특성 속도($C^*$)와 연소실 압력 섭동 값을 이용하여 연소 특성 및 안정성을 평가하였다. 실험 결과 모든 혼합비 영역에서 평균적으로 90% 이상의 높은 연소 효율을 보였고, 압력 섭동 값이 2% 미만으로 연소안정성을 확인하였다.

• 한국우주과학회:학술대회논문집(한국우주과학회보)
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• 한국우주과학회 2008년도 한국우주과학회보 제17권2호
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• pp.29.1-29.1
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• 2008

The temperature control system which is using liquid and gaseous nitrogen has been known as the most economical system to simulate space temperature condition due to relatively not expansive price of the liquid nitrogen (less than 0.2 USD per liter). And, among these systems, the closed loop system which circulates compressed nitrogen gas come from sprayed liquid nitrogen by blower and makes a target temperature with heat from an electrical heater and flow rate of liquid nitrogen is prevail all over the world. But, this complete closed loop system requires expansive equipments such as blower, heater, and liquid nitrogen injector, and special maintenance on the system. Therefore, KARI is developing efficient and simple open loop system which utilizes liquid and gaseous nitrogen with eliminating a special blower and other expansive units. In this study, this open loop system with more efficiency and flexibility will be designed and introduced.

• 한국추진공학회:학술대회논문집
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• 한국추진공학회 2003년도 제21회 추계학술대회 논문집
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• pp.168-172
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• 2003

전단 동축형 인젝터의 분사조건이 분무 액적의 크기에 미치는 영향을 조사하기 위하여 PDPA를 이용한 실험을 수행하였다 분무 액적이 빠른 동축 기체에 의한 액체 제트의 분열로부터 생성되는 점을 고려하여, 기체와 액체 사이의 운동량 비(M)와 웨버 수(We)를 분사조건의 주요 변수로 선택하였고, 실험을 통하여 이들의 상대적인 영향력을 파악할 수 있었다. SMD( $D_{32}$)가 운동량 비에 반비례한다는 사실이 관측된 반면, 동축 기체의 속도가 증가함에 따라 웨버 수에는 거의 영향을 받지 않는 것으로 나타나, 운동량 비가 액체 제트의 분열 및 미립화 과정에서 웨버 수보다 중요한 역할을 담당하리라 예상된다. 본 연구에서는 이러한 실험결과를 바탕으로 하여 분무 액적의 크기와 분사조건(운동량 비, 웨버 수) 사이의 관계를 나타내는 실험식을 제시하였다.

• 한국추진공학회:학술대회논문집
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• 한국추진공학회 2012년도 제38회 춘계학술대회논문집
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• pp.31-34
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• 2012

케로신을 연료로 하는 동축 스월 분사기에 대해 정상 상태 및 비정상 상태의 연소 해석을 수행하였다. 난류연소 모델로 화학평형 상태로 가정하는 Non-premixed equilibrium 모델을 이용하였고, 고압의 조건에서 실제유체의 거동을 다룰 수 있도록 상태방정식으로 SRK(Soave-Redlich-Kwong) 상태방정식을 적용하였다. 해석을 통해 온도분포, OH 질량분율 등 정상 상태의 계산 결과와 시간 평균된 비정상 상태의 계산 결과를 비교하였고, 이들 간의 화염 구조가 서로 상이함을 확인할 수 있었다.

• 한국추진공학회:학술대회논문집
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• 한국추진공학회 2005년도 제25회 추계학술대회논문집
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• pp.353-357
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• 2005

본 연구는 30톤급 엔진 개발에 필요한 실물형 가스 발생기를 개발하는 과정에서 분사기 LOx post에 발생한 손상에 대해 기술하였고 손상에 대한 원인 분석에 대해 논의하였다. 4분사기, 실물형 가스발생기 및 1차 재설계된 분사기에 대한 연소시험 결과를 기술하였고 이에 대한 원인으로 연소 불안정, 종단시 purge, LOx 분무의 낮은 모멘텀, 작은 recess number, 적은 LOx 분사기 유량, 큰 분무 각도 등이 주원인임을 알 수 있었다. 이 분석 결과에 따라 recess number를 증가, 분사기 LOx 및 연료 분무각 증가, LOx post 외벽과 연료막 사이 간격 축소, LOx post 벽 두께 증가의 방향으로 분사기에 대한 재설계가 이루어졌다.

• 한국연소학회:학술대회논문집
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• 한국연소학회 2014년도 제49회 KOSCO SYMPOSIUM 초록집
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• pp.311-313
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• 2014

High pressure combustion with multiphase--liquid, gas, and supercritical phase--mixtures are widely used technology in the high efficiency liquid propellent rocket engine. This is the typical characteristics differentiate from the combustor of conventional air-breathing engines. Therefore, successful research of high pressure combustion at supercritical condition is essential to develope a high efficiency liquid rocket engine. Numerical studies have been carried out to explore capabilities of numerical method for LOx-CH4 non-premixed flames at high pressure. In this paper, corresponding numerical results are presented and compared with experimental result of MASCOTTE facility.

• 한국분무공학회지
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• 제6권1호
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• pp.25-34
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• 2001

Several efforts to meet the exhaust gas regulation have been undertaken by many researchers in recent years. Main researches are on development of design techniques of intake port and combustion chamber, atomisation of fuel and precise control of air-fuel ratio, post-treatment of exhaust gas and so on. Engine technology is changed from PFI to GDI to correspond with exhaust gas regulation. GDI technique makes it possible to preserve lean air-fuel ratio and control accurate air-fuel ratio. Nevertheless, It is not cleared that information of spray characteristics and atomization process are very dependent on fluctuation of pressure and change of temperature in intake stroke. In this study, a constant volume combustion chamber is manufactured to investigate various fluctuations of in-cylinder pressure for injection duration. It is taken photographs of injection process of conventional GDI injector using PMAS. Then, it was verified experimently that ambient conditions as temperature and pressure of combustion chamber have effects on process of spray growth and atomization of fuel.

• 한국안전학회지
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• 제15권3호
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• pp.30-39
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• 2000

The present paper deals with the numerical simulation for the spray characteristics with swirling turbulent flows and dilution flows from swirl injectors in a simplified can type of gas turbine combustor. The main objective is to investigate the characteristics of swirling turbulent flows with dilution flows and to provide the qualitative results for the spray characteristics such as the droplet distribution and Sauter Mean Diameter(SMD). The gas-phase equations based on Eulerian approach were discretized by Finite Volume Method, together with SIMPLE algorithm and the Reynolds -Stress-Model. The liquid-phase equations based on Lagrangian method were used to predict the droplet behavior. The results of preliminary test are generally in good agreement with experimental data, and show that the anisotropy exists in the primary zone due to swirl velocity and injected air from primary injector, and then gradually decays due to turbulent mixing and consequently near-isotropy occurs in the region between primary and dilution zones. For the spray characteristics, it is indicated that the swirling flows of primary jet region increase the droplet atomization. In addition, it is showed that the swirling flows at the inlet region lead the air-fuel mixture to be distributed near the igniter and can significantly affect the spray behavior in the primary jet region.

• 한국분무공학회지
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• 제27권1호
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• pp.1-10
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• 2022

In this study, an experimental investigation on the effects of the pressure ratio on the wall-impingement spray characteristics of nitrogen gas using a compressed natural gas (CNG) injector was conducted. The transient development of the impingement spray was recorded by a high speed camera with Z-type Schlieren visualization method. The spray behavior under various pressure ratio conditions were analyzed. The experimental results showed that the pressure ratio has positive effect on the development of spray wall-impingement. The effects of the above factor were evaluated in a constant volume chamber at atmospheric conditions. The data from test showed that, with the increase of the pressure ratio, the spray tip penetration (STP) quickly increases before the impingement and gradually increases after the impingement. Additionally, the spray velocity first increases and then sharply decreases on regardless of the injection pressure level. As the spray spreading angle increases, spray area and volume increases rapidly with the increase in STP at the beginning of injection, and finally entered a stable range, has a great correlation with the increase of pressure ratios.