• 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.

• 한국항공우주학회지
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• 제31권4호
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• pp.76-81
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• 2003

Kerosene/LOX를 추진제로 사용하는 액체로켓의 추력실에서 발생하는 열유속을 측정하기 위하여 calorimetric combustion chamber를 제작하여 연소실험을 수행하였다. 본 실험에 사용된 calorimetric combustion chamber는 연소실 및 노즐 부분이 각각 하나의 구역으로 제작되었으며, 각각의 구역에서 발생하는 열유속을 측정하기 위하여 냉각제의 출구에 열전대를 설치하였다. 실험은 O/F ratio 2.0에서 연소압 100psi에서 300psi까지 수행하였다. 본 실험에서 연소실에서 복사 열전달은 고려하지 않았다. 측정된 열유속은 연소압에 다라 거의 선형적인 변화를 보였다.

• 한국항공우주학회지
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• 제31권8호
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• pp.69-76
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• 2003

액체로켓 연소기 내의 막냉각 특성 분석을 위한 비회체 분무연소에 대한 수치해석을 수행하였다. 막냉각 연료의 특성에 따른 연소기 벽면의 온도변화를 살펴보기 위하여 막냉각용 연료의 유랑, 막냉각용 액적의 직경, 그리고 공기/연료 혼합비를 매개변수로 한 수치해석을 수행하여 연소기 벽면의 온도는 막냉각용 연료 액적 직경의 변화에는 큰 영향을 받지 않지만 막냉각용 연료 유량 및 공기/연료 혼합비에 영향을 받고 있음을 확인하였다. 또한, 추진기관 벽면으로 전달되는 전도 및 복사열유속을 고찰함으로서 이러한 액체 추진기관의 연소특성을 이해하기 위해서는 열복사 및 물성치의 적절한 고찰이 필요함을 지적하였다.

• 한국추진공학회:학술대회논문집
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• 한국추진공학회 2017년도 제48회 춘계학술대회논문집
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• pp.88-93
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• 2017

나로우주센터에 구축/개발된 3단 엔진 연소시험설비에서 다단연소사이클 액체 로켓엔진의 시험을 수행하였다. 수류시험과 점화시험, 연소시험이 이루어졌으며 예연소기의 연소압력 제어를 위한 TTR의 개도를 $143^{\circ}$에서 $185^{\circ}$ 까지 변화시키며 시험을 수행하였다. 시험 결과 엔진의 주요성능과 TTR 개도에 의한 수력학적 변화를 확인하였지만 연소압력의 제어성 확인을 위한 결과는 얻지 못하였다. 향후 본 논문의 연구에서 도출된 개선점을 보완한 예연소기 압력제어 연구가 이루어질 것이다.

• 한국추진공학회:학술대회논문집
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• 한국추진공학회 2017년도 제48회 춘계학술대회논문집
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• pp.1084-1087
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• 2017

액체로켓에서 엔진의 시동은 산화제와 연료를 연소기에 매우 짧은 시간의 차를 두고 주입하여야 하며, 이때 주입시간의 간격, 점화기 작동 지연 등은 방대한 량의 추진제 혼합물에 에너지를 인가함으로서 대형 폭발로 이어질 수 있는 상황이 된다. 그러므로 각 추진제의 천이특성과 연소기 또는 가스발생기의 유입 시점을 측정하는 것은 매우 중요하며, 상대적으로 느린 응답 특성을 갖는 정압으로는 유입 시점을 관측하기에는 어려움이 많으므로 추진제 유로를 따라 동압을 측정하여 보다 정확한 유입시점을 찾을 수 있었다.

• 한국추진공학회:학술대회논문집
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• 한국추진공학회 2012년도 제38회 춘계학술대회논문집
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• pp.35-41
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• 2012

액체로켓 추력실의 성능 예측 및 초음속 노즐부 형상 설계에 활용 중인 in-house 해석 도구를 이용하여 재생냉각 연소기에 대한 성능/냉각 통합해석을 수행하였으며, 막냉각 유량 및 외곽 분사기열의 혼합비 변화에 따른 연소 성능과 냉각 성능 간 trade-off 경향을 고찰하였다. 향후 막냉각 및 주요 설계인자의 최적화 도구로 활용될 수 있도록 개발 연소기에 대한 시험 결과와의 비교 등을 통하여 수치해석 도구를 검증/개선해나갈 계획이다.

• 한국항공우주학회지
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• 제47권7호
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• pp.517-524
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• 2019

진공추력 88톤급 다단연소 사이클 로켓엔진의 시스템 설계를 수행하였다. 엔진 구성품에 대한 성능 평가는 기존의 연구를 활용하였으며 수렴된 엔진 시스템 성능을 구할 수 있는 알고리즘을 제안하였다. 본 연구 방법은 RD-180에 대한 기존의 연구와 비교함으로써 검증하였다. 본 연구는 가격 경쟁력을 고려하면서 성능 개선을 달성하기 위하여 한국형발사체 75톤 엔진의 개발 이력을 최대한 승계하였다. 엔진의 제작 난이도, 비용 그리고 성능 개선을 고려하여 연소압력 12MPa을 적용하였고 결과로써 23.4s의 진공비추력 향상을 얻을 수 있었다.

• 항공우주시스템공학회지
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• 제15권3호
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• pp.79-86
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• 2021

추력조절이 가능한 가변유동형 덕티드 로켓(VFDR; Variable Flow Ducted Rocket)의 기초연구 목적으로 가스발생기와 유량조절장치를 개발하여 지상연소시험을 수행하였다. 연소시험을 통하여 본 개발에 대한 내열성, 연소시간, 압력 및 온도와 같은 성능 요구조건의 충족 여부를 확인하였으며 Boron/MgAl/AP 등을 혼합한 연료농후 고체추진제의 연소특성을 분석하였다. 유량조절장치는 Plunger 타입으로 개발하여 토출면적 조절로 유량 및 압력을 제어할 수 있음을 확인하였다. 그러나 토출 유로 내 연소 생성물 부착으로 인한 토출면적 감소에 따라 압력 안정화 구간 없이 연소압력이 증가하는 경향을 나타내었다. 토출면적 감소로 인한 압력증가의 연소특성 분석은 본 논문의 Part 2에서 다루어진다.

• 한국추진공학회:학술대회논문집
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• 한국추진공학회 2006년도 제26회 춘계학술대회논문집
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• pp.253-256
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• 2006

액체로켓의 연소실내 분무연소 현상을 해석하기 위해 비연소 반응의 연료와 산화제 액적의 분무유동을 해석하였다. 분무연소 모델로 DSF 모델과 Euler-Lagrange 방법을 사용하였다. 액적과 가스상 그리고 증발한 기체상의 커플효과는 PSIC 모델을 사용하여 계산하였으며 수치 해석 방법으로 SIMPLER 알고리즘과 QUICK Scheme을 사용하였다. 해석결과 연소실내 속도와 온도 분포를 알 수 있었고, 연료와 산화제의 몰분율 또한 알 수 있었다.

• Journal of Mechanical Science and Technology
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• 제19권9호
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• pp.1821-1832
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• 2005

This study realizes the conceptual method to predict combustion instability in actual full-scale combustion chamber of rocket engines by experimental tests with model (sub-scale) chamber. The model chamber was designed based on the methodologies proposed in the previous work regarding geometrical dimensions and operating conditions, and hot-fire test procedures were followed to obtain stability boundaries. From the experimental tests, two instability regions are presented by the parameters of combustion-chamber pressure and mixture (oxidizer/fuel) ratio, which are customary for combustor designers. It is found that instability characteristics in the chamber with the adopted jet injectors can be explained by the correlation between the characteristic burning or mixing time and the characteristic acoustic time: In each instability region, dynamic behaviors of flames are investigated to verify the hydrodynamically-derived characteristic lengths of the jet injectors. Large-amplitude pressure oscillation observed in upper instability region is found to be generated by lifted-off flames.