• 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.

• 대한기계학회:학술대회논문집
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• 대한기계학회 2002년도 학술대회지
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• pp.287-290
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• 2002

'Backhole' is an extra empty volume where is located behind the tangential entries at the rear par of the vortex chamber in the swirl coaxial injector. With the backhole, there are three major hydraulic characteristics. First, mass flow rate is increased about $15{\%}$ compared with the case without the backhole. Second, with the backhole, the center region of the injected flow has more large volume than that of without the backhole. The last, some range of the cone angle can be controlled by the backhole Experiments are conducted by using a PDPA apparatus, a mechanical patternator, stroboscopic photography and etc. With the backhole, based on cold-flow tests, the model swirl injector has some Improvement in its performance.

• 한국추진공학회지
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• 제7권4호
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• pp.63-72
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• 2003

배플이 장착된 KSR-III 엔진의 연소장 및 성능을 예측하기 위하여 수치해석을 수행하였다. 수치해석의 검증을 위해 3차원 계산을 수행하여 연소시험과 비교하였으며, 정성적으로 잘 일치하는 것을 볼 수 있었다. 배플이 장착됨에 따라 연소실 전압이 감소하여 특성속도가 감소하는 것을 볼 수 있었고, 이것은 엔진의 성능 감소로 이어지는 것을 알 수 있었다. 또한 분사기 면과 연소실 벽면 및 배플 벽면에 국부적인 고온 영역이 발생하는 것을 볼 수 있었으며, 이것은 분사기 면에 막냉각을 설계하여 장착할 수 있는 기본 자료로 활용되었고 실제 엔진에 적용되었다.

• 한국추진공학회:학술대회논문집
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• 한국추진공학회 2010년도 제34회 춘계학술대회논문집
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• pp.190-193
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• 2010

고성능 액체로켓의 핵심 요소인 고압 연소기에 사용되는 분사기에 대한 혼합 및 연소 특성을 도출하기 위하여 초임계 상태에 적용되는 혼합 및 연소모델을 수치적으로 연구하였다. 난류모델은 LES(Large Eddy Simulation)를 기반으로 하였고, 난류연소모델은 혼합분율(Z)을 이용한 Laminar Flamelet Model을 사용하였다. 그리고 초임계 영역의 상태량을 계산하기위해 Soave Redlich-Kwong 상태 방정식, 점성계수와 열전도도에 대하여 Chung이 제안한 고압상태 혼합물에 대한 방정식, 확산계수에 대하여 Fuller 이론에 Takahashi가 제안한 고압상태의 특징을 고려한 식을 적용하였다. 계산결과는 선행연구자의 결과와 비교하였고, LOx post 후방에 발생되는 와류에 따른 보염영역에 대하여 연구하였다.

• 한국추진공학회:학술대회논문집
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• 한국추진공학회 2005년도 제24회 춘계학술대회논문집
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• pp.305-308
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• 2005

본 논문은 30ton급 액체로켓엔진 연소기의 연소시험 검증용 제작에 관한 것이다. 기본설계와 상세설계를 통해 도면을 작성하고, 이에 따라 제작하였다. 연소기는 크게 헤드부와 챔버부로 구성되며, 챔버는 KSR-III에 적용되었던 내열재 챔버와 재생 냉각 방식의 챔버를 제작하였다. 연소기 헤드는 저온 특성이 좋은 SUS316L 재료를 사용하였다. 내열재 챔버는 내부는 silica/phenolic 재료를 사용하였고, 외부케이스는 SUS316L을 적용하였고, 재생 냉각 챔버는 C18200과 SUS316L 재료를 사용하였다. 선반 가공, 일반 밀링 가공, MCT 가공등의 기계적 가공을 한 후 전해 연마를 통해 이물질을 제거 하였다. 분사기와 분사기 플레이트의 접합과 재생 냉각 챔버 등 일부 부품의 접합은 구조적인 특성으로 인해 브레이징 기법을 적용하였다.

• 한국추진공학회지
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• 제3권4호
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• pp.38-43
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• 1999

본 연구는 액체 추진제 로켓 엔진의 연소성능을 평가할 수 있는 절차를 확립하고, 운동량비와 혼합비가 연소성능에 미치는 영향을 고찰하여 안정된 연소를 보장하면서 최대의 효율을 제공하는 설계조건을 결정하고자 수행되었다. 연구를 위해 질산/Kerosene을 추진제로 사용하고 추력 24 $\iota{b}_f$, 연소실 압력 200 psia, uni-element impinging streams doublet injector를 사용하는 엔진을 설계 및 제작하여 연소시험을 수행하였다. 연구로부터 점화시 발생하는 hard start 현상은 연소실 압력을 설계치의 25 % 정도가 되도록 한 후, 설계 압력으로 상승시키는 2단계 점화방법을 채택함으로서 최소화 할 수 있었다. 그리고 최대의 연소성능은 혼합비 3.6에 존재하였고, 연소성능은 운동량비 증가에 따라서 감소하였다.

• 한국추진공학회지
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• 제11권4호
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• pp.38-45
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• 2007

국내 최초로 액체로켓엔진용 연료 과농 가스발생기가 개발되었으며 이것은 고온, 고압가스(약 900 K, 약 58 bar)를 초당 4 kg이상 발생시킬 수 있다. 고압가스는 터보펌프 터빈을 구동하며, 추진제 탱크에 필요한 열 공급원으로 사용될 수 있다. 본 가스발생기는 개념설계 및 초기 개발시험을 거쳐 최종 형상이 결정되었으며, 구조 및 열 해석이 동시에 진행되었다. 제작은 정밀 기계가공과 표면처리, 특수용접공정을 통해 이루어졌으며, 최종 개발 성능 및 기능 특성 확인을 위해 두 종류의 가스발생기가 제작되어 연소시험을 통한 평가가 진행되었다. 안정적인 점화 및 연소특성과 함께 발생 연소가스의 온도분포 및 평균온도 특성이 양호하며, 개발 요구 조건을 본 개발품이 만족하는 것으로 성공적인 개발이 이루어졌다.

• 한국분무공학회지
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• 제25권3호
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• pp.95-102
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• 2020

Six shear coaxial injectors for a 3 tonf-class liquid rocket engine using oxygen and methane as propellants were designed and manufactured by considering geometric design parameters such as a recess length and a taper angle. Cold-flow tests on the injectors were performed using water and air as simulants. By changing the water mass flow rate and air mass flow rate, the injection pressure drop under single-injection and bi-injection was measured. The discharge coefficients through the injector oxidizer-side and fuel-side were calculated and the discharge coefficient ratio between bi-injection and single-injection was obtained. Under single-injection, the recess served to reduce the injection pressure drop on the injector fuel-side. For the injectors without recess, the discharge coefficients under bi-injection were almost the same as those under single-injection. However, for the injectors with recess, the taper angle and bi-injection had a significant effect on the discharge coefficient.

• 한국추진공학회:학술대회논문집
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• 한국추진공학회 2011년도 제36회 춘계학술대회논문집
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• pp.103-108
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• 2011

초임계환경에서 작동하는 케로신/액체산소 동축와류형 분사기의 혼합특성을 수치적으로 연구하였다. 케로신 물성치를 계산하기 위하여 써로게이트 모델이 적용되었다. 난류모델은 LES를 기반으로 하였고, 초임계영역의 상태량을 계산하기위해 SRK 상태방정식, 점성계수와 열전도도에 대하여 Chung이 제안한 고압상태 혼합물에 대한 방정식, 확산계수에 대하여 Fuller 이론에 Takahashi가 제안한 고압상태의 특징을 고려한 식을 적용하였다. 연소실 압력변화에 따른 분사기와 연소실에서의 열역학적 물성치와 혼합특성을 관찰하였다. 또한 분사기의 압력섭동 스펙트럼밀도를 분석하였다.

• 유체기계공업학회:학술대회논문집
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• 유체기계공업학회 2006년 제4회 한국유체공학학술대회 논문집
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• pp.451-454
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• 2006

This paper describes the results of cold flow test and hot firing tests of an uni-element coaxial swirl injector and hot firing tests of a subscale combustor, as to the development effort of coaxial swirl injector for high performance liquid rocket engine combustor. A major design parameter for coaxial swirl injector is the recess number of a bi-swirl injector. The results of hot firing tests of the uni-element injector combustor and the sub-scale combustor are analyzed to investigate the effect of the recess number influencing on the combustion performance and pressure fluctuation. The test results of a cold flow test of the unielement combustor shows that it was shown that the change in recess number has significant effect on mixing characteristics and efficiency, while the effect of recess number on atomization characteristic is not The results of a series of firing tests using unielement and subscale combustor show that the recess length significantly affects the hydraulic characteristics, the combustion efficiency, and the dynamics of the liquid oxygen/kerosene bi-swirl injector. As a point of combustion performance, combustion efficiencies are 90% for unielement combustor and 95% for subscale combustor. The difference in the characteristic velocities between the unielement combustor and the subscale combustor may be caused by the difference in thermal loss to the combustor wall and the relative lengths of the combustion chamber. For a mixed type coaxial swirl combustor, the pressure drop across the injector increases as recess number becomes larger. The low frequency pressure fluctuation observed in unielement combustor can be related to the propellant mixing characteristics of the coaxial bi-swirl injector. The effect of the recess number on the pressure fluctuation inside the combustion chamber is more significant in un i-element combustor than the subscale combustor, of which the phenomena are also observed in time domain and frequency domain.