• 한국항공우주학회지
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• 제31권5호
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• pp.80-86
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• 2003

캐비테이션이 존재하는 충돌형 분사기의 유출 특성에 관하여 수치해석과 실험을 수행하였다. 캐비테이션을 고려한 유동 해석 결과 실험결과와 비교하여 1% 유출계수 차이가 관찰된 반면, 단상유동 해석 결과는 8%의 차이를 보였다. 캐비테이션 유동에서 유출계수는 레이놀즈 수가 증가함에 따라 감소하였다. 반면에 단상유동에서는 레이놀즈 수에 비례하여 약간 증가하였으며 이는 점성의 효과가 상대적으로 작아진 것으로 풀이된다. 이러한 결과는 캐비테이션이 발생하는 유동에서 분사기의 유출계수를 정확하게 예측하기 위해서는 캐비테이션을 고려해야 한다는 것을 말하는 것이다. 캐비테이션 발생에 의하여 분사기 출구에서 밀도와 유속분포의 불균일이 심해졌고 이차유동의 강도가 강화되었다.

• 한국추진공학회지
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• 제24권6호
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• pp.1-9
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• 2020

케로신/액체산소를 추진제로 하는 직사각형 2열 오리피스를 갖는 1.5톤급 액체-액체 핀틀 분사기를 설계 및 제작하여 액체로켓엔진의 실운용 조건인 초임계 상태에서 핀틀 분사기의 연소성능 및 연소 안정성 검증 연소시험을 수행하였다. 연소시험결과 연소실 내부의 고혼합비 재순환 영역에서 생성되는 고온의 연소가스에 핀틀 팁이 손상되었다. 핀틀 팁으로 전달되는 열유속 또는 하중에 대한 냉각 성능을 증가시키기 위해 핀틀 분사기 내부에 인서트 노즐을 설치하였다. 연소시험 결과 인서트 노즐의 설치, AR 및 BF가 핀틀 팁 냉각 성능에 큰 영향을 주는 인자로 확인되었다.

• 항공우주시스템공학회지
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• 제16권5호
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• pp.17-25
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• 2022

액체로켓엔진의 중요한 특성인 연소 안정성, 연소효율 및 넓은 범위의 추력 조절 등에서 장점이 많은 핀틀 분사기를 설계 및 제작하여 초임계 조건에서 연소시험을 수행하였다. 핀틀 분사기는 추력 제어 및 제작성을 고려하여 직사각형의 1열 형상의 오리피스를 갖는 핀틀 분사기로 제작하였다. 핀틀 분사기의 연소성능 및 상용 분사기로써의 가능성을 검증하기 위해 TMR(Total Momentum Ratio)과 BF(Blockage Factor)를 변화하여 연소 특성을 분석하였다. 연소시험 결과 열유속은 TMR 증가에 따라 증가하는 경향이 나타났으며, 특성속도 효율은 TMR보다 BF에 영향을 받는 것으로 확인되었다. 따라서 TMR 변화에 둔감한 효율 특성을 갖는 1열 핀틀 분사기는 낮은 연료 차압 조건에서 높은 효율을 달성할 수 있다면, 가변 핀틀 분사기 설계 유연성이 높아질 수 있다.

• 한국추진공학회지
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• 제23권6호
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• pp.28-38
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• 2019

액체로켓엔진용 동축 와류형 분사기에서의 화염 구조와 연소 동특성간의 관계를 파악하기 위해 기체메탄과 기체산소를 사용하여 연소실험을 수행하였다. 리세스 길이/오리피스 직경과 같은 분사기 형상과 당량비/산화제 질량유량과 같은 유동조건을 변화시키며, CH* 라디칼과 압력섭동을 동시에 측정하였다. 분사기 형상은 추진제 유속과 혼합에 영향을 주기 때문에 이에 따른 화염 구조의 변화를 알 수 있었다. 주파수 분석 결과 유동조건과 분사기 형상에 따라 연소 동특성이 변화하였으며, 특정 리세스 길이/유동조건에서 연소불안정이 발생함을 확인하였다.

• 한국추진공학회:학술대회논문집
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• 한국추진공학회 2009년도 춘계학술대회 논문집
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• pp.149-152
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• 2009

직접분사방식 추력기 노즐오리피스로부터 분사되는 분무입자의 발달특성을 연구하기 위해 분무의 다양한 위치에서 평균속도, 직경, 그리고 부피유속과 같은 분무특성인자들을 측정한다. 실험 결과로부터, 고속의 큰 직경을 갖는 분무 입자들이 주변 공기로의 운동량 손실로 인해 하류로 이동함에 따라 저속의 작은 입자로 분열한다. 또, 분무 확산 및 분산에 의해 높은 부피유속의 영역이 반경방향으로 넓게 확장된다.

• 한국추진공학회지
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• 제12권6호
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• pp.30-37
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• 2008

지금까지 액막두께나 air core 직경 변화 등과 같은 수력학적 과정에 대한 이론 실험 연구가 많이 이루어져왔다. 스월 노즐에서 수치적 해석 등을 통해 이에 대한 몇 가지 이론식들이 확립되었지만, 아직까지 내부유동에 대한 실험적 연구 결과 등은 명백히 정립되어 있지 않고 있다. 본 연구에서는 스월 챔버 내의 air core 구조를 가시화하고 오리피스에서의 액막두께를 측정함으로써 접선방향유입구 조건에 따른 내부유동의 안정성 여부를 판단해볼 수 있었다.

• 한국연소학회:학술대회논문집
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• 한국연소학회 1998년도 제17회 KOSCI SYMPOSIUM 논문집
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• pp.9-21
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• 1998

The optimization of frontal device including fuel nozzle and swirler is required to secure the mixing of fuel and air, and the combustion stability in the gas turbine combustor design for the reduction of pollutant emissions and the increase of combustion efficiency. The effects of injection nozzle and swirler on the flow field, spray characteristics and consequently the combustion stability, were experimentally investigated by measuring the velocity field, droplet sizes of fuel spray, lean combustion limit and the temperature field in the main combustion region. The effect of fuel injection nozzle was tested by adopting three different nozzles; a dual orifice fuel nozzle, a hollow cone nozzle and a solid cone nozzle. These tests were combined with the three different swirler geometries; a dual-stage swirler with 40$^{\circ}$ /-4 5$^{\circ}$ vanes and two single-stage swirlers with 40$^{\circ}$ vane angle having 12 and 16vanes, respectively. Flow fields and spray characteristics were measured with APV(Adaptive Phase Doppler Velocimetry) under atmospheric condition using kerosine fuel. Temperatures were measured by Pt-PtI3%Rh, R-type thermocouple which was 0.2mm thick. It was found that the dual swirler resulted in the biggest recirculation zone with the highest reverse flow velocity at the central region, which lead the most stable combustion. The various combustion characteristics were observed as a function of the combination between the injector and swirler, that gave a tip for the better design of gas turbine combustor.

• 한국추진공학회지
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• 제17권6호
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• pp.11-19
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• 2013

본 연구에서는 고온으로 가열된 연료가 다양한 종류의 스월 인젝터를 통해 분사되는 경우 분사 특성의 변화를 실험적으로 확인하였다. 3종의 스월 인젝터로 3 ~ 10 bar의 분사압력을 가하면서 연료온도가 $50{\sim}270^{\circ}C$ 범위에서 변화하는 경우 인젝터의 유량계수(${\alpha}$)를 계측하였다. cavitation number ($K_c$)에 대한 ${\alpha}$ 변화 특성을 확인한 결과 ${\alpha}$ 변동 특성이 오리피스 직경과 스월러 형상에 모두 영향을 받았고, 비등에 의한 연료분사 특성을 스월러 유로와 오리피스 유로 면적비인 AR과 관련지어 살펴 본 결과에서는 AR이 커질수록 비등 영향은 더 지연되고 비등의 영향이 미치기 시작하면 ${\alpha}$ 감소 기울기는 더 큰 것으로 확인되었다.

• 한국추진공학회:학술대회논문집
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• 한국추진공학회 2005년도 제25회 추계학술대회논문집
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• pp.384-394
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• 2005

Important characteristics of impinging sprays intersected by a strongly convective gaseous cross flows were experimentally investigated. The breakup processes due to different Weber and Reynolds numbers of liquid and gas streams were visually examined with quantitative measurements of breakup lengths, penetration heights, and droplet sizes. Snapshot images and spay data evidenced that, at lower jet Reynolds number the breakup processes portrays the atomization profiles similar to typical column breakup of single orifice jet. At higher jet Reynolds numbers, disintegration of jet stream is significantly expedited by strong momentum transported from strongly convective gaseous stream. The breakup length and penetration height decreased as the convective flow increase. From the bottom the wall up, the SMD measured the centerline increase. The maximum SMD appeared the top of the SMD distribution

• 한국추진공학회:학술대회논문집
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• 한국추진공학회 2005년도 제25회 추계학술대회논문집
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• pp.395-406
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• 2005

Important characteristics of swirl sprays intersected by a strongly convective gaseous cross flows were experimentally investigated. The breakup processes due to different Weber and Reynolds numbers of liquid and gas streams were visually examined with quantitative measurements of breakup lengths, penetration heights, and droplet sizes. Snapshot images and spray data evidenced that, at lower jet Reynolds number the breakup processes portrays the atomization profiles similar to typical column breakup of single orifice jet. At higher jet Reynolds numbers, disintegration of jet stream is significantly expedited by strong momentum transported from strongly convective gaseous stream. The breakup length and penetration height decreased as the convective flow increase. From the bottom the wall up, the SMD measured the centerline first increases and then decreases before again increasing.