• 한국추진공학회:학술대회논문집
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• 한국추진공학회 2017년도 제48회 춘계학술대회논문집
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• pp.622-627
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• 2017

본 연구에서는 실물형 연소기와 동일한 연소 및 음향 공진 조건을 가질 수 있는 축소형 모델 연소기의 추진제 공급부 매니폴드의 수치해석을 진행하였다. 비원통형 연소기의 형상을 고려한 일렬형 다중 인젝터로 구성된 헤드를 대상으로 해석하였으며 매니폴드의 형상과 유입유로의 개수 및 형태에 따라 해석결과를 분석했다. 메인추진제의 매니폴드 형태는 재순환영역이 적고 제작이 용이할 수 있게 원형으로 구성하였다. 액체산소는 유동을 균일하게 공급하기 위해 distributor를 구성하였고 케로신은 직접 화염면이 닿는 곳이기 때문에 재순환영역을 최대한 줄이도록 방사형 $360^{\circ}$로 유입유로를 구성하였다. 액체질소 매니폴드는 분사기 근처의 속도차이를 줄이고자 방사형 유입유로로 구성하였다.

• Journal of Astronomy and Space Sciences
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• 제1권1호
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• pp.23-34
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• 1984

A bubble trapped in the liquid manifold of INTELSAT IV F-7 spacecraft caused a mass imbalance between the System 1 propellant tanks and a wobble half angle of 0.38 degree to 0.48 degree. A maneuver on May 14, 1980 passed the bubble through the axial jet and allowed propellant to redistribute. A 0.2 rpm change in sin rate was observed with an exponential decay time constant of 6 minutes. In this paper, moment of inertia, tank geometry and hydrodynamic models are derived to match the observed spin rate data. The values of the total mass of propellant considered were 16, 19 and 20 kgs with corresponding mass imbalances of 14.3, 15 and 15.1 Kgs, respectively. The result shows excellent agreement with observed spin rate data but it was necessary to assume a greater mass of hydrazine in the tanks than propellant accounting indicated.

• 한국추진공학회지
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• 제12권3호
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• pp.16-23
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• 2008

30 톤급 실물형 연소기의 산화제 매니폴드에서의 유동 균일성 문제를 파악하기 위하여 유동해석을 수행하였다. 분사기의 모사를 위하여 다공성 매질로 가정하고, 다공성도 (porosity)를 조절하여 분사기 차압을 모사하였다. 수직 및 수평 분리막에서의 구멍의 직경, 입구 포트의 형상에 따른 유동의 균일성 정도를 파악하고, 개선된 설계 수정안을 제시하였다. 수직 및 수평 분리막 구명의 형태와 배치 수정을 통하여 유량 균일성을 향상시킬 수 있음을 확인하였다.

• 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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• 제13권2호
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• pp.150-159
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• 2014

본 연구에서는 액체산소/케로신 추진 로켓 엔진 연소장치의 국내 개발에 있어서의 전산유체역학 응용 사례를 간략히 소개하였다. 추진제 공급부에 대한 다차원 유동 해석을 통해 유동 균일성을 확인하고 및 압력 손실을 예측할 수 있으며, 개념 설계 단계에서 추진제 매니폴드 형상 설계안을 비교/선택할 수 있다. 다분야 연소/냉각 성능 통합 해석을 통해 로켓 엔진 연소기의 연료 막냉각 및 열차폐 코팅 조건 등 연소/냉각 성능 관련 설계 문제 해결에 필요한 주요 정보를 도출할 수 있다. 향후 분사면 근처에서의 추진제 혼합 및 연소특성을 파악할 수 있는 해석 모델/기법을 개발할 필요가 있다.

• International Journal of Aeronautical and Space Sciences
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• 제12권1호
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• pp.57-62
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• 2011

The effects of swirl chamber's diameter and length on injector's dynamic characteristics were investigated through an experimental study. A mechanical pulsator was installed in front of the manifold of a swirl injector which produces pressure oscillations in the feed line. Pressure in the manifold, liquid film thickness in the orifice and the pressure in the orifice were measured in order to understand the dynamic characteristic of the simplex swirl injector with varying geometry. A direct pressure measuring method (DPMM) was used to calculate the axial velocity of the propellant in the orifice and the mass flow rate through the orifice. These measured and calculated values were analyzed to observe the amplitude and phase differences between the input value in the manifold and the output values in the orifice. As a result, a phase-amplitude diagram was obtained which exhibits the injector's response to certain pressure fluctuation inputs. The mass flow rate was calculated by the DPMM and measured directly through the actual injection. The effect of mean manifold pressure change was insignificant with the frequency range of manifold pressure oscillation used in this experiment. Mass flow rate was measured with the variation of injector's geometries and amplitude of the mass flow rate was observed with geometry and pulsation frequency variation. It was confirmed that the swirl chamber diameter and length affect an injector's dynamic characteristics. Furthermore, the direction of geometry change for achieving dynamic stability in the injector was suggested.

• 한국추진공학회지
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• 제6권4호
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• pp.15-23
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• 2002

액체 로켓 엔진 메니폴드 및 인젝터 부는 단열 사양을 적용할 경우 시스템이 복잡해지고 무게가 증가함으로 인해 일반적으로 단열 사양이 적용되지 않는다. 단열사양을 적용하지 않을 경우에 일어날 수 있는 문제는 액체산소의 온도 상승과 메니폴드 내부벽 및 인젝터에서 기체가 발생할 수 있다는 점이다. 본 연구에서는 극저온 액체산소를 산화제로 사용하는 KSR-III 액체로켓 엔진의 산화제 메니폴드 및 인젝터에서 측정된 압력 강하 값을 이용하여 발생된 기체 분율을 계산하였다. 액체산소 메니폴드 기체 분율 계산은 이상유동의 분리유동 모델을 활용하였고. 인젝터에서의 기체분율은 오리피스 모델을 활용하여 예측하였다. 이와 함께 메니폴드 열해석을 수행하여 비등현상에 대한 유동형태를 파악하였다. 또한 액체로켓 엔진내에서의 기체 발생이 로켓 엔진의 성능 및 연소 안정성에 미치는 영향에 대하여 간략히 고찰하였다.

• 한국연소학회지
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• 제5권1호
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• pp.43-53
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• 2000

Experimental studies on determination of the supply leading time of propellants to combustion chamber have been made to stably and efficiently guarantee the ignition process with liquid rocket engine. The propellant used is a Jet A-1 as fuel and a liquid oxygen as oxidizer. Unlike impinging FOOF type of injectors are arranged radially and the designed O/F ratio is 2.34. The present experiment program also includes the stability on the quadlet type of ignitor using the triethylalumimum as an ignition source and injector life tests. Experimental results clarifies that the propellant supply through LOx leading to combustion chamber is proper for stable ignition and combustion processes based on the fuel and oxidizer manifold pressures, combustion chamber pressure, and the variation of flame length from the nozzle exit with lapse time, and shows that the leading supply time of propellants affects the engine performance little. The effect of positioning cooling holes is remarkable to protect the injector face.

• 항공우주기술
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• 제1권2호
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• pp.113-122
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• 2002

3단형 과학로켓의 주엔진 추진제의 분사균일성에 대하여 수치해석을 수행하고 설계 개선안을 도출하였다. 분사기 유로는 동일한 압력강하를 가지는 다공성 매질로 처리하였다. 산화제와 연료 모두 공급 유로의 반대쪽에서 분사속도가 높은 것으로 예측되었으며 이는 유동정체에 따른 정압 상승에 기인한다. 산화제 매니폴드 내부의 수직분리판에 유로를 구성함으로써 매니폴드 중심과 외곽에서의 분사균일성을 향상시킬 수 있었다. 산화제 공급유로가 경사를 가지더라도 분사균일성과 압력손실에 미치는 영향은 거의 없었다. 또한 산화제/ 연료에 대한 분사속도로부터 혼합비의 분포를 예측하였다.

• 한국추진공학회:학술대회논문집
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• 한국추진공학회 2010년도 제35회 추계학술대회논문집
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• pp.13-18
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• 2010

본 연구는 Kerosene-LOx를 추진제로 하는 가스발생기용 스월 동축형 인젝터의 리세스 길이에 따른 내부 혼합 유동의 특성 파악을 목표로 하였다. 리세스 길이는 분무 안정성, 내부 LOx post 손상 등에 영향을 미치는 중요한 요소로 액막두께, 매니폴드 압력 측정 및 내부 유동 가시화를 통해 리세스의 영향을 분석하였고, 추진제 혼합 전후의 액막두께 변화를 측정함으로써 주파수 특성을 분석하였다.