• 한국추진공학회지
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• 제9권1호
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• pp.9-16
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• 2005

제트베인은 로켓추진기관의 발사초기 자세제어와 조정 안정성의 확보를 위해 로켓노즐 출구부에 장착되어지며, 발사 수초 후까지 연소가스와의 접촉으로 인해 구동부를 가열시키고, 그 자체도 화학적 혹은 기계적으로 삭마된다. 본 연구는 제트베인의 열해석을 위한 기초연구로서 균일 초음속 유동장내에 위치한 단일 제트베인으로의 열전달 특성 해석을 수행하여 보았다. 경계층 적분법과 유한차분법의 연립해석이 이루어 졌으며, 벽근방에서 도출된 경계조건을 바탕으로 베인 내부의 비정상 열전도 해석도 수행되었다.

• 한국전산유체공학회:학술대회논문집
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• 한국전산유체공학회 2004년도 춘계 학술대회논문집
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• pp.146-153
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• 2004

The Numerical study has been carried out to investigate the effects of chemical reaction and thermal radiation on the rocket plume flow-field at various altitudes. The theoretical formulation is based on the Navier-Stokes equations for compressible flows along with the infinitely fast chemistry and thermal radiation. The governing equations were solved by a finite volume fully-implicit TVD(Total Variation Diminishing) code which uses Roe's approximate Riemann solver and MUSCL(Monotone Upstream-centered Schemes for Conservation Laws) scheme. LU-SGS (Lower Upper Symmetric Gauss Seidel) method is used for the implicit solution strategy. An equilibrium chemistry module for hydrocarbon mixture with detailed thermo-chemical properties and a thermal radiation module for optically thin media were incorporated with the fluid dynamics code. In this study, kerosene-fueled rocket was assumed operating at O/F ratio of 2.34 with a nozzle expansion ratio of 6.14. Flight conditions considered were Mach number zero at ground level, Mach number 1.16 at altitude 5.06km and Mach number 2.9 at altitude 17.34km. Numerical results gave the understandings on the detailed plume structures at different altitude conditions. The diffusive effect of the thermal radiation on temperature field and the effect of chemical recombination during the expansion process could be also understood. By comparing the results from frozen flow and infinitely fast chemistry assumptions, the excess temperature of the exhaust gas resulting from the chemical recombination seems to be significant and cannot be neglected in the view point of performance, thermal protection and flow physics.

• 한국추진공학회지
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• 제23권6호
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• pp.1-10
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• 2019

노즐 내 파동은 노즐목을 빠져나가는 유동의 공력음향학적인 효과로 인해 연소불안정을 감쇠시키는 주요 요소 중 하나로 알려져 있다. 이와 같은 효과는 노즐 어드미턴스라는 지표를 통해 정량적으로 평가가 가능하다. 본 연구에서는 현재까지 로켓 연소불안정 억제에 가장 효과적인 노즐감쇠(nozzle damping)와 연계된 노즐 어드미턴스를 구하는 여러 기법을 소개한다. 이중, 가장 널리 알려진 1차원 선형 오일러 방정식을 도입하여 노즐의 주 설계 변수에 따른 노즐 어드미턴스의 경향을 분석하였다. 분석 결과, 노즐 수축부 길이가 짧아질수록 축방향 노즐 어드미턴스의 값이 낮게 나타나는 주파수 영역대가 확장되므로 짧은 노즐일수록 주파수 의존성을 줄인다는 기존 이론을 검증하였다. 또한, 짧은 노즐 이론을 통한 어드미턴스 예측은 1차 접선방향 압력 섭동에는 적합하지 않음을 알 수 있었다.

• 한국추진공학회지
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• 제15권1호
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• pp.83-89
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• 2011

재생냉각식 액체로켓엔진의 예비 설계 단계에서 연소기 형상을 결정하기 위한 설계 방안을 제안하였다. CEA에서 예측된 연소 후 가스 물성치를 이용하여 로켓의 성능 및 재생냉각 성능을 계산하였다. 요구 추력, 연소실 압력, 주위 압력, 추진제 혼합비에 대해 1차원 관계식과 경험식으로 최적 유량과 연소기 성능을 예측하고, Rao 노즐 설계 기법을 활용하여 최종적으로 연소기 형상을 결정할 수 있는 방안을 제시하였다.

• 한국추진공학회:학술대회논문집
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• 한국추진공학회 2010년도 제35회 추계학술대회논문집
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• pp.37-42
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• 2010

재생냉각식 액체로켓엔진의 예비 설계 단계에서 연소기 형상을 결정하기 위한 설계 방안을 제안하였다. CEA에서 예측된 연소 후 가스 물성치를 이용하여 로켓의 성능 및 재생냉각 성능을 계산하였다. 요구 추력, 연소실 압력, 주위 압력, 추진제 혼합비에 대해 1차원 관계식과 경험식으로 최적 유량과 연소기 성능을 예측하고, Rao 노즐 설계 기법을 활용하여 최종적으로 연소기 형상을 결정할 수 있는 방안을 제시하였다.

• 한국추진공학회:학술대회논문집
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• 한국추진공학회 2008년도 제31회 추계학술대회논문집
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• pp.261-264
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• 2008

고체 연료로 파라핀을 사용하고 산소를 산화제로 사용하는 하이브리드 로켓의 연소 특성에 대해 실험 연구를 진행하였다. 특히 연소실 내부의 압력과 연료 그레인의 형태에 따른 영향을 살펴보았다. 연소 시 산화제의 유입량을 변화시키며 연소실 내부의 압력을 측정하였다. 관찰된 압력변화 범위 내에서 연소실 내부의 압력이 증가할 때 후퇴율도 증가함을 보여주었다. 또한 연료 그레인 형태의 변화에 따라 후퇴율이나 추력 등은 어느 정도 경향성을 보인다. 산화제 유입 부분에 공간을 마련하면 추력이 증가하나 노즐 가까운 곳에 형성한 공간은 추력 상승에 큰 도움이 되지 않는다.

• Journal of Astronomy and Space Sciences
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• 제1권1호
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• pp.5-21
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• 1984

The airflow along the surface of a launch vehicle together with base flow of clustered nozzles cause problems which may affect the stability or efficiency of the entire vehicle. The problem may occur when the vehicle is on the launching pad or even during flight. As for such problems, local steady-state loads, overall steady-state loads, buffet, ground wind loads, base heating and rocket-nozzle hinge moments are examined here specifically.

• 한국추진공학회:학술대회논문집
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• 한국추진공학회 2003년도 제20회 춘계학술대회 논문집
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• pp.23-26
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• 2003

2차 유동을 이용한 추력제어법은 추진노즐 벽면에 설치된 injection hole을 통해 유동을 초음속유동장으로 분산하여 추력을 제어하는 방법으로, 최근 추진시스템의 응용에서 많은 주목을 받고 있다. 본 연구에서는 수치해석 방법을 이용하여 SITVC 유동장을 상세히 연구한다. 수치계산에는 3차원, 압축성 Navier-Stokes방정식이 적용되었으며, 그 결과는 이전의 유용한 실험결과와 비교한다. 본 수치해석 결과로부터 2차 유동의 유입에 의해 야기되는 충격파와 추진노즐로부터 방출된 제트구조를 상세하게 가시화한다.

• 항공우주시스템공학회지
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• 제14권5호
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• pp.66-72
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• 2020

본 연구에서는 증기발생기 내부로 냉각수 공급 시 화염에 의한 냉각수 분사 노즐 손상이 없도록, 초반 냉각수 공급량을 늘리는 방안에 대한 연구를 진행하였다. 초기 증기발생기 시험 시 벤추리만 사용하여 유량을 제어하였는데, 초반 유량 안정화 구간 동안 연소실 내부로 냉각수 공급이 되지 않아 냉각수 노즐의 손상이 발생하였다. 이를 해결하기 위해 벤추리와 오리피스를 병렬로 구성하여, 초반 공급 유량을 늘림으로써 냉각수 매니폴드와 연소실 사이 차압을 형성시켜 냉각수를 공급하였다. 수류시험을 통해 벤추리와 오리피스 공급 시퀀스를 확립하였으며, 최종 검증을 위해 연소실험을 진행하였다. 실험 결과 연소 초반 지속적으로 냉각수를 공급하는 것을 확인하였으며, 냉각수 노즐 손상 없이 성공적으로 실험을 수행하였다.

• 한국가시화정보학회지
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• 제8권3호
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• pp.56-62
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• 2010

The interaction patterns between shock wave and boundary layer in a rocket nozzle are mainly classified into two categories, FSS(Free Shock Separation) and RSS(Restricted Shock Separation), both of which are associated with the thrust characteristics as well as side loads of the engine. According to the previous investigations, strong side loads of the engine are produced during the period of transition from FSS to RSS or vice versa. The present work aims at investigating the unsteady behavior of the separation shock waves in a two-dimensional supersonic nozzle, using experimental method and CFD. Schlieren optical method was employed to visualize the time-mean and time-dependent shock motions in the nozzle. The unsteady, compressible N-S equations with SST K-$\omega$ turbulence closure were solved using a fully implicit finite volume scheme. The results obtained show the separation shock motions during the transition of the interaction pattern.