• 한국추진공학회:학술대회논문집
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• 한국추진공학회 2010년도 제35회 추계학술대회논문집
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• pp.597-600
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• 2010

극저온 액체 질소 제트 유동의 아임계 및 초임계 특성을 파악하기 위한 실험을 수행하였다. 단일 제트 분사기를 고압 챔버 내에 장착하여 제트의 주위기체압력, 분사기 형상 및 유동 조건의 영향을 조사하였다. 실험 결과로부터 아임계 조건과 초임계 조건에서의 제트의 특성 변화를 관찰하였으며, 주위기체압력이 대기압일 경우 유동 내에 섭동이 발생함을 파악하였다. 분사기 형상에 따른 유동 변화 또한 파악하였다.

• 한국추진공학회:학술대회논문집
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• 한국추진공학회 2017년도 제48회 춘계학술대회논문집
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• pp.709-712
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• 2017

극저온 액체 질소가 초임계 상태에서 분사될 때 역광기법(backlight method)을 이용하여 사진을 얻었다. 이 때, 유체의 온도를 함께 측정하였고, 이를 바탕으로 가짜 감압비등이라는 새로운 분열기구를 제안하고자 하였으나, 역광기법은 정성적인 분무의 외관은 보여주지만 분사되는 유체의 큰 밀도로 인하여 밀도 변화를 보여줄 수 없었다.

• 한국추진공학회지
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• 제17권6호
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• pp.59-66
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• 2013

액체질소와 기체아르곤을 이용해 단일 제트와 동축 제트의 아임계 및 초임계 분무 특성을 관찰하였다. 분무의 가시화에는 shadowgraph 기법이 사용되었으며, 실험결과 분석을 위해 밀도구배강도 이미지가 사용되었다. 아임계 조건에서는 단일제트에 비해 동축제트가 제트 계면의 굴곡이 더 심해짐을 알 수 있었다. 초임계 조건에서는 동축제트의 초임계 질소가 단일제트에 비해 빠르게 확산되는 것을 확인하였다. 평균 이미지에서 제트 축방향 거리에 따른 제트 직경을 도출하였으며 초임계 조건에서는 동축 분무의 제트 직경이 더 빠르게 감소하였다.

• 한국추진공학회지
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• 제22권1호
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• pp.1-6
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• 2018

아임계 및 초임계에서 액체질소 분류의 온도가 분사기 내부와 세 개의 축방향 하류 위치(0.9, 10.6, 28.1d)에서 열전대를 이용하여 측정되었다. 액체질소는 공급라인과 분사기를 냉각하며 분사되므로, 분류의 온도는 시간에 따라 감소한다. 이때 챔버와 분사기 사이에 분사 차압이 존재하므로, 아임계에서 분류는 감압비등에서 비등 그리고 비등이 일어나지 않는 상태로 변화한다. 초임계에서 가짜끓음이 존재함에 착안하여, 가짜 감압비등의 존재에 대해 가정하였으며, 실제로 초임계에서도 아임계와 유사하게 일정 온도 영역에서 하류에서 온도의 변화가 없는 구간이 확인되었으며, 이를 바탕으로 가짜 감압비등이 존재할 수 있음을 보였다.

• 한국항공우주학회지
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• 제50권5호
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• pp.333-338
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• 2022

쉐도우그래프(Shadowgraph) 기법을 통해 케로신의 대체 물질인 데칸/메틸사이클로헥산 혼합연료를 사용하는 단일 제트(jet)를 초임계 환경으로 분사하여 제트의 거동을 가시화하였다. T_r = 0.484인 연료 제트의 분사 차압 ∆P는 0.5 MPa로 일정하게 유지하였고 혼합연료의 임계점 이상에서 실험을 진행하였으며 챔버 내부 환산온도 T_r(=T/T_c)를 1.00~1.23, 환산압력 P_r(=P/P_c)을 1.00, 1.38로 변화하여 실험결과를 분석하였다. 초임계 환경으로 분사되는 제트의 밀도감소 지표로써 후처리 된 제트 이미지의 밝기 강도를 챔버 내부 온도와 압력을 변화시켜 관찰하였다. 챔버 내부 온도가 상승할 때 제트의 밝기 강도 감소 폭이 커지는 것을 확인하였으며, 동일 온도일 때 챔버 내부 압력이 높을 경우 제트의 밝기 강도 감소가 지연되는 것을 확인하였다. 챔버 내부 압력이 높을 경우 연료의 유사 임계온도(pseudocritical temperature)가 증가하고 연료 제트의 밀도감소에 필요한 온도가 상승하여 밝기 강도 변화가 지연되는 근거로 판단하였다.

• 한국추진공학회:학술대회논문집
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• 한국추진공학회 2008년 영문 학술대회
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• pp.320-329
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• 2008

The influence of thermodynamic transition associated with transcritical nitrogen injection upon the flow structure was investigated to explore numerical simulation of the injectant dynamics of oxygen/hydrogen coaxial jet in liquid rocket engines. Single and coaxial nitrogen jets were treated by comparing the transcritical and perfect-gaseous conditions, wherein the numerical model was accommodative to the real-fluid thermodynamics and transport properties at supercritical pressures. The model was in the first place validated by comparing the results of transcritical nitrogen injection between calculations and available experiments. For a single jet under the transcritical condition, the nitrogen kept a relatively high density up to its pseudo-critical temperature inside the mixing layer, since it remains less expanding until heated up to its pseudo-critical temperature. Numerical analysis revealed that cryogenic jets exhibit strong dependence of specific enthalpy profile upon the associated density profile that are both dominated by turbulent thermal diffusion. In the numerical model, therefore, exact evaluation of turbulent heat fluxes becomes very important for simulating turbulent cryogenic jets under supercritical pressures. Concerning the coaxial jets due to transcritical/gaseous nitrogen injections, the density profile inside the mixing layer was again affected by the thermodynamic transition of nitrogen. However, hydrodynamic instability modes of the inner jet did not show significant differences by this thermodynamic transition, so that further study is needed for the mixing process downstream of the near injection position.

• 한국분무공학회지
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• 제18권3호
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• pp.140-145
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• 2013

Sub/supercritical spray experiments were conducted, and cryogenic nitrogen and gaseous argon were selected for simulants. liquid nitrogen and gaseous argon were injected in subcritical case, and supercritical nitrogen and near-critical gaseous argon were injected in near-critical/supercritical cases. shadowgraph method was used to visualize spray, and analyzed about the breakup length. The breakup length was measured from numbers of Instantaneous shadowgraph Images from each case, and they were compared with momentum flux ratios and density ratios. It was observed that the relation between breakup length and momentum flux ratio was fitted into former experiment results. and the reasonable constant was suggested about the relation between breakup length and density ratio.

• EDISON SW 활용 경진대회 논문집
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• 제1회(2012년)
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• pp.89-92
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• 2012

초음속 항공기를 설계하는데 있어서 일반적인 항공기와는 다른 성능이 요구되는데 그것은 바로 초음속에 의한 충격파가 발생시키는 추가적인 항력을 감소시키는 일이다. 날개의 Airfoil 형상을 결정하기 위해서는 공력 특성을 파악해야 하는데, 이를 알아보는 데 있어서 EDISON_CFD를 사용하였다. 충격파의 생성을 지연시키는 Supercritical Airfoil의 여러 형상에 필요한 격자를 생성하여 비점성, 압축성 유동 해석을 수행하였다. 비교에 필요한 다섯 개의 NASA Supercritical Airfoil을 선정하여, 아음속과 초음속으로 나누어 받음각에 따른 양력계수와 항력계수를 도출하고, 이를 토대로 양항비를 추정해 보았다. 추려진 것 중 가장 우수한 공력성능을 보이는 airfoil을 선정하였는데 그 결과 NASA SC-0403 airfoil의 공력 성능이 가장 뛰어나 그것을 선정하기로 하였고, 또한 2차원 공력 해석에서 얻은 양력계수를 면적에 대하여 적분하여 날개에서의 양력과 항력을 추정하였다.

• 한국분무공학회지
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• 제15권4호
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• pp.189-194
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• 2010

This study has been mainly motivated to numerically model the transcritical mixing and reacting flow processes encountered in the liquid propellant rocket engines. In the present approach, turbulence is represented by the extended k-$\varepsilon$ turbulence model. To account for the real fluid effects, the propellant mixture properties are calculated by using SRK (Souve-Redlich-Kwong) equation of state model. In order to realistically represent the turbulence-chemistry interaction in the turbulent non-premixed flames, the flamelet approach based on the real fluid flamelet library has been adopted. Based on numerical results, the detailed discussions are made for the real fluid effects and the precise structure of the transcritical cryogenic liquid nitrogen jet and gaseous hydrogen/liquid oxygen coaxial jet flame.

• 한국추진공학회지
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• 제25권4호
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• pp.53-58
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• 2021

대체모델을 사용한 탄화수소계열 혼합유체를 아임계 및 초임계 상태에서 이중 충돌 분무를 통해 분무 메커니즘을 가시화하여 분석하였다. 임계압력과 온도가 다른 데칸과 메틸사이클로헥산을 대체모델로 선정하였다. 챔버 내부에 이중 충돌 인젝터를 설치하여 아임계 및 초임계 상태에서 고속카메라를 통해 분무를 가시화하였다. 혼합유체의 분사 및 챔버 환산압력은 Pr(P/P_c)=1로 유사하게 유지하였으며 Tr(T/T_c)은 0.48에서 1.02까지 증가시켰다. Tr이 증가할수록 혼합유체의 물성치가 각각의 임계점에 도달하여 분무각은 증가하고 시트분열길이는 감소하였다. 또한 혼합 유체가 모두 근임계점에 도달하였을 때 이중 충돌 분열 메커니즘에서 벗어나 밀도 구배의 변화가 크게 관측됨을 보였다.