• 대한기계학회:학술대회논문집
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• 대한기계학회 2002년도 학술대회지
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• pp.255-258
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• 2002

Liquid rocket engines using liquefied natural gas (LNG) or methane as a fuel is known to have several good characteristics, such as high specific impulse compared to other hydrocarbon fuels, environment-friendly exhaust gas, low production cost, and re-usability with low soot generation in the cooling channel. In this study, experimental combustion chambers capable of using LNC and $CH_{4}$ are being researched through experimental firing tests, and within easy range of eyes' inspection, there are the periodical existence of soot or discoloration in the chamber wall surface. This result means that mixture ratio of oxidizer and fuel fluctuates periodically between outer-row injectors in the mixing head in the circumferential direction. Therefore, based on this phenomenon, the variation of mixture ratio near the chamber wall caused by the spill pattern of a shear coaxial injector was analyzed quantitatively and the thermal heat flux Into the cooling channel is modified. Then, the calculated and modified results are compared with the measured ones.

• 한국추진공학회지
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• 제7권4호
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• pp.1-9
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• 2003

액체 로켓 시스템에 있어서 주 구조물과 연료 공급 장치의 상호작용 효과에 기인하여 발생하는 POGO라 불리는 축방향 동적 불안정 현상을 억제하기 위하여 몇 가지 종류의 PSD라 불리는 장치가 연구되고 있다. 본 연구에서는 기존에 사용된 PSD의 형태를 살펴보았다. PSD 장치는 수동적 PSD와 능동적 PSD 두 가지 그룹으로 분류할 수 있다. 수동적 PSD는 다시 컴플라이언스의 분포 방식에 따라 집중형과 분산형의 두 가지로 세분할 수 있다 현재까지 개발된 PSD 장치에 대한 포괄적인 검토를 통해, 기체 채움 수위조절 방식의 완충기가 연료 공급 장치의 성능을 저하시키지 않고 POGO 불안정성을 억제할 수 있는 최적의 PSD임을 잠정적으로 제안하였다.

• 한국추진공학회지
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• 제16권1호
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• pp.55-63
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• 2012

동축제트분사기에 대한 난류유동의 특징이 비선형 $k-{\varepsilon}-f_{\mu}$ 모형[1]과 큰에디모사법에 의해서 조사되었다. 비연소조건에서 밀도가 다른 유체가 혼합될 때 레이놀즈수가 일정한 조건에서 리세스와 운동량비가 변화되었다. 비선형 $k-{\varepsilon}-f_{\mu}$ 모형은 리세스와 운동량비의 다양한 조건에서 의미있는 상관관계를 제안하였다. LES결과는 리세스에 의해서 난류유동 구조의 변화를 잘 묘사해 주었다. 리세스가 있는 경우 난류운동에너지의 발달은 리세스가 없는 경우보다 빠르게 나타났다. 또한, 혼합특성은 전단변형률의 변화가 지배적이었지만 국부적인 혼합은 리세스에 의해서 변화되었다.

• 한국항공우주학회지
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• 제38권8호
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• pp.823-833
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• 2010

액체 로켓 및 항공용 엔진 연료로서 사용되는 케로신의 열역학적 상태량을 연구하기 위해 surrogate 모델이 조사되었다. 초임계 조건에서 실제 기체 상태 방정식(SRK 상태 방정식, PR 상태 방정식)과 NIST SUPERTRAPP(ECS 원리)을 이용하였을 경우의 밀도 분포가 기존의 실험 결과와 비교되었다. 또한 surrogate 모델의 종류에 따른 열역학적 상태량의 오차 범위에 대한 고찰이 수행되었다. 탄화 수소 계열 연료에 대해서는 PR 상태 방정식과 ECS 원리가 높은 정확도를 나타내지만 압력, 온도와 같은 작동 환경에 따라 적절한 surrogate 모델을 선별하여 선택해야 함을 확인하였다.

• 한국유체기계학회 논문집
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• 제5권2호
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• pp.15-21
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• 2002

The hydraulic performance analysis of an entire pump system composed of inducer, impeller, volute and seal for the application of turbopumps is numerically performed using three-dimensional Navier-Stokes equations. A quasi-steady mixing-plane method is used on the impeller/volute interface to simulate the unsteady interaction phenomena. From this work, the effects of each component on the pump performance are investigated at design and off-design conditions through the analysis of flow structures and loss mechanisms. The computational results are in a good agreement with experimental ones in terms of the headrise and efficiency even though very complex flow structures are present. It is found that the asymmetric pressure distribution along the volute wall constitutes the main reason of the difference between experimental and computational results, due to the limitation of the quasi-steady method. Since the volute was found to be over-designed by the pressure distribution of the volute wall, re-design of the volute has been performed, resulting in an improved performance characteristic.

• 한국추진공학회:학술대회논문집
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• 한국추진공학회 2007년도 제28회 춘계학술대회논문집
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• pp.309-312
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• 2007

액체 로켓의 추진제로 이용되는 극저온 유체는 발사체의 경량화를 위한 터보 펌프의 고속화로 인해 공동현상이 발생하게 된다. 그러나 극저온 유체는 등온 유체인 물과는 달리 낮은 액상/증기 밀도 비율을 가지며 온도에 민감한 잠열변화율을 갖게 된다. 이에 따라 극저온 유체에서 공동 현상이 발생하게 되면, 증발 냉각 현상이 발생하게 되어 공동 내부와 주 유체 사이의 온도 차이가 발생하게 된다. 따라서 이러한 극저온 유체의 특징을 반영해 주기 위해 기존의 경험적 공동 현상 모델을 수정하여 새로운 모델을 적용하였다. 또한 온도 변화에 따른 효과를 반영해 주기 에너지 방정식을 첨가 하였다.

• 항공우주기술
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• 제5권2호
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• pp.174-180
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• 2006

액체로켓엔진에서 연료와 산화제를 가압하는 역할을 하는 핵심부품인 터보펌프는 극저온 산화제와 구동 터빈의 고온 환경이 동일 축에 분포하고 있으며 내부 회전부 간극이 매우 작고 회전속도가 높아 기계적으로 대단히 열악한 환경에서 동작한다. 따라서 사고 위험도를 낮추기 위한 구조 해석 및 시험이 필수적인데, 본 연구에서는 특히 터보펌프 케이징의 구조해석 및 응력 측정이 이루어졌다. 기존의 단품 레벨에서의 해석에서 벗어나 연료펌프와 산화제펌프의 케이징 조립체 레벨에서 내압기밀시험 조건에 대한 구조해석이 이루어졌으며 이를 통하여 케이징 간 체결효과 및 실 부분의 접촉 압력을 성공적으로 고려할 수 있었다. 또한, 연료펌프 케이징에 나타나는 높은 수준의 응력 집중 현상을 해석과 측정을 병행함으로써 성공적으로 예측하였다.

• 한국추진공학회지
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• 제21권6호
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• pp.91-102
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• 2017

앞서의 논문을 통하여 RDE와 관련된 초기의 기초 연구를 살펴보았다. 최근에는 이를 바탕으로 동력장치 및 항공우주 추진기관에 적용하기 위한 연구가 활발히 진행되고 있다. 각국에서는 대학과 기업 그리고 연구소의 공동 연구를 통하여 가스터빈 및 액체 로켓 엔진이나 복합사이클 엔진으로의 응용연구가 활발히 진행되고 있어, 본 논문에서는 앞서의 Part I 논문에 이어 세계 곳곳에서 진행되고 있는 실질적인 RDE 응용연구에 대한 포괄적인 고찰을 수행하였다.

• 한국추진공학회지
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• 제7권2호
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• pp.23-35
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• 2003

백홀은 스월 인젝터의 새로운 기하학적인 설계요소로서 스월 인젝터 내부에 있는 와류실의 연직 주입구후방에 위치하는 추가적인 빈 공간을 총칭한다. 이 백홀은 분무각이나 평균액적지름(SMD), 혼합 특성과 같은 스월 인젝터의 분무 특성을 변화시키게 된다. 이러한 백홀의 특성을 알아보기 위하여 직$.$간접 촬영 기법 및 PDPA와 기계적 유량 포집기 등을 사용하여 수류실험을 수행하였다. 백홀이 스월 인젝터 내에 존재하게 되면 단위시간당 유량이 증가하게 되어 분무되는 유동의 중심부가 강화된다. 또한 백홀은 스월 인젝터의 유동 분무각을 조절할 수 있게 하고 그로 인하여 혼합 효율을 변화시킨다.

• 한국추진공학회:학술대회논문집
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• 한국추진공학회 2010년도 제34회 춘계학술대회논문집
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• pp.251-253
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• 2010

산화제 개폐밸브 개발 과정의 시험에서 금속 코니컬 씰이 장착된 밸브 중간 플랜지부에서 외부 누설이 발생하였다. 이에 기밀과 관련된 형상 변수인 볼트 수 및 플랜지 형상이 변경된 3가지 모델에 대하여 구조 해석을 수행하여, 설계 변경에 따른 무게 증가를 줄이고 동시에 플랜지간 벌어짐 양이 가장 적은 모델을 개선 모델로 선정하였다. 선정된 모델의 플랜지 부를 모사하는 시험 치구를 제작하여 기밀시험을 재수행하여 누설이 발생하지 않는 것은 확인하였으며, 결과적으로 플랜지 부의 기밀을 확보할 수 있는 설계 해석 방법을 검증하였다.