• 한국추진공학회:학술대회논문집
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• 한국추진공학회 2008년 영문 학술대회
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• pp.506-510
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• 2008

Ramjets are capable of much higher specific impulse than liquid rocket engines for high speed flight in the atmosphere. Ramjets, however, cannot generate thrust at low flight speed. Therefore, an additional propulsion device to accelerate the ramjet vehicle to a supersonic speed is required. In this study, we propose a novel ramjet propulsion system with a $H_2O_2$/Kerosene rocket as the accelerator for initial stage. In order to test the feasibility of this concept, consecutive reactors was built; one for the decomposition of $H_2O_2$ and the other for kerosene combustion. Decomposed $H_2O_2$ jet was injected to combustor through converging nozzle from gas generator and over this hot oxygen jet, kerosene was injected by spay injector. Through the various test cases, hypergolic ignition test was carried out and steady combustion was achieved.

• 한국추진공학회지
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• 제8권1호
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• pp.61-69
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• 2004

본 연구는 극초음속 모델 스크램제트 엔진 연소기의 화염지지와 연료-공기 혼합과정의 특성을 살펴보기 위하여 수치해석을 이용하여 수행되었다. 연료분사 방법으로 수소연료가 초음속 유동장에 수직분사되는 경우와 공동내부에 분사되는 두 가지 경우를 채택하였으며 각각 UQ(University of Queensland, Australia)와 ANU(Australian National University, Australia)의 충격파 풍동을 이용하여 실험이 수행되었다. 수치해석을 통하여 수직분사 상류의 박리영역과 공동주변에서 연소현상이 관찰되었다. 수직분사의 박리영역과 공동내부분사의 공동은 재순환 영역을 발생시키며, 이 재순환 영역은 연료-공기의 혼합을 촉진시킨다. 또한 자발점화가 박리영역-자유류, 공동-자유류 경계면에서 발생함을 알 수 있었다.

• 한국추진공학회:학술대회논문집
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• 한국추진공학회 2007년도 제29회 추계학술대회논문집
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• pp.31-34
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• 2007

본 연구는 고온의 연소 가스를 이용하여 고공 환경 모사용 초음속 디퓨저의 성능을 파악하는 것이다. 실험 장치는 크게 액체로켓 연소실, 진공 챔버, 냉각수 링 및 디퓨저로 구성되어 있다. 먼저 연소실험 전에 고압의 질소가스(30barg)와 진공 펌프를 이용하여 액체로켓 엔진과 디퓨저의 기밀시험을 수행 하였다. 제작된 디퓨저를 포함한 시험 리그의 기밀테스트 결과， 고압 조건 및 진공압 조건에서 모두 누설이 없이 양호하였다.

• 한국추진공학회:학술대회논문집
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• 한국추진공학회 2004년도 제22회 춘계학술대회논문집
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• pp.62-68
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• 2004

A comprehensive numerical analysis has been carried out for both non-reacting and reacting flows in a scramjet engine combustor with and without a cavity. The theoretical formulation treats the complete conservation equations of chemically reacting flows with finite-rate chemistry of hydrogen-air. Turbulence closure is achieved by means of a k-$\omega$ two-equation model. The governing equations are discretized using a MUSCL-type TVD scheme, and temporally integrated by a second-order accurate implicit scheme. Transverse injection of hydrogen is considered over a broad range of injection pressure. The corresponding equivalence ratio of the overall fuel/air mixture ranges from 0.167 to 0.50. The work features detailed resolution of the flow and flame dynamics in the combustor, which was not typically available in most of the previous studies. In particular, the oscillatory flow characteristics are captured at a scale sufficient to identify the .underlying physical mechanisms. Much of the flow unsteadiness is related not only to the cavity, but also to the intrinsic unsteadiness in the flow-field. The interactions between the unsteady flow and flame evolution may cause a large excursion of flow oscillation. The roles of the cavity, injection pressure, and heat release in determining the flow dynamics are examined systematically.

• 한국추진공학회:학술대회논문집
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• 한국추진공학회 2010년도 제34회 춘계학술대회논문집
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• pp.397-400
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• 2010

충격파 유도 연소장에서의 적응격자기법의 유용성을 확인하기 위하여 화학반응식을 포함한 2차원 Euler 방정식을 이용하여 삼각형 비정렬 적응격자계에서 계산을 수행하였다. 2차원 쐐기형상에 대하여 냉가스 및 열가스 유동 해석을 수행하였다. 적응격자를 이용하여 경사충격파에서 폭굉파로의 천이를 잘 관찰 할 수 있었고, 유도영역, 천이영역, 폭굉영역 등의 특성을 잘 모사하는 것을 확인 할 수 있었다. 본 연구를 통하여 연소장이 포함된 고속압축성 유동장에서의 비정렬 적응격자의 유용성을 확인 할 수 있었다.

• Advances in aircraft and spacecraft science
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• 제10권3호
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• pp.203-222
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• 2023

The detonation combustion is a supersonic combustion process follows on shock wave oscillations in detonation tube. In this paper numerical studies are carried out combined effect of blockage ratio and spacing of obstacle on detonation wave propagation of hydrogen-air mixture in pulse detonation combustor. The deflagration to detonation transition of stoichiometric (ϕ=1)fuel-air mixture in channel has been analyzed for effect of blockage ratio (BR)=0.39, 0.51, 0.59, 0.71 with spacing of 2D and 3D. The reactive Navier-Stokes equation is used to solve the detonation wave propagation mechanism in Ansys Fluent platform. The result shows that fully developed detonation wave initiation regime is observed near smaller vortex generator ratio of BR=0.39 inside the combustor. The turbulent rate of reaction has also a great significance role for shock wave structure. However, vortices of rapid detonation wave are appears near thin boundary layer of each obstacle. Finally, detonation combustor demonstrates the superiority of pressure gain combustor with turbulent rate of reaction of 0.6 kg mol/m3 -s inside the detonation tube with obstacle spacing of 12 cm, this blockage enhanced the turbulence intensity and propulsive thrust. The successful detonation wave propagation speed is achieved in shortest possible time of 0.031s with a significance magnitude of 2349 m/s, which is higher than Chapman-Jouguet (C-J) velocity of 1848 m/s. Furthermore, stronger propulsive thrust force of 36.82 N is generated in pulse time of 0.031s.

• 한국추진공학회:학술대회논문집
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• 한국추진공학회 2005년도 제24회 춘계학술대회논문집
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• pp.359-363
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• 2005

스크램제트 엔진은 대기중의 공기를 흡입하여 연소실에서 초음속으로 연소하는 방식으로 짧은 시간 동안 연료와 공기가 혼합하고 연소되어야하는 특징이 있다. 연료와 공기 혼합을 증대하는 방법은 여러 가지가 제시되었다. 이중 자유류 마하수 2.5의 단일분사 방법에서의 cavity를 이용한 혼합증대 특성을 알아보기 위해 수치해석을 수행하였다. 수치해석은 상용코드인 CFD-Fastran의 3차원 Navier-Stokes 방정식과 Menter SST(Shear Stress Transport) 난류모델을 적용하였다. cavity 뒤쪽 0.5 cm 떨어진 곳에 지름 0.1cm의 Jet 분사구를 통해 수직분사를 시켜 cavity의 유무에 따른 혼합특성을 살펴보았고, cavity에 대한 영향을 알아보기 위해 $3\times2\times1\;cm$ 크기의 cavity를 사용했다. 계산된 결과는 동일조건의 실험으로 검증하였고 이를 통해 cavity에 의한 혼합증대 특성을 확인할 수 있었다.

• 한국항공우주학회지
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• 제48권3호
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• pp.207-215
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• 2020

소형 초음속 연소시험 장치 구축의 일부로서 형상 천이 노즐 설계 연구를 수행하였다. 원형의 연소식 공기가열기에 정사각형 단면의 초음속 연소기를 연결하기 위하여 MOC 설계기법을 이용하여 초음속 형상 천이 노즐의 면적변화를 산출하였다. 천이율을 조절하기 위하여 형상 천이 함수를 도입하였다. 3차원 전산유체 해석을 통한 경계층 보정과 함께 몇 가지 형상 천이 함수의 영향을 살펴보았다. 본 연구의 형상 천이 노즐에서는 일반적인 사각단면 노즐에서 모서리에 발생하는 압력구배에 의한 재순환영역과 이에 의한 노즐 벽 중심부의 경계층 발달이 비교적 작게 나타남을 확인하였다.

• 한국추진공학회:학술대회논문집
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• 한국추진공학회 2007년도 제28회 춘계학술대회논문집
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• pp.81-86
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• 2007

스크램제트의 연소실 내부로 유입되는 공기의 속도는 초음속으로 체류 시간은 수 ms로 매우 짧다. 이 짧은 시간 안에 연료분사, 공기-연료 혼합, 연소과정이 모두 이루어져야 한다. 공기와 연료의 혼합을 증대하는 방법은 여러 가지가 제시되었다. 이중 자유류 마하수 2.5의 단일분사 방법에서의 cavity를 이용한 혼합증대 특성을 알아보기 위해 수치해석을 수행하였다. 사용된 코드는 동일조건의 실험결과와 비교하여 검증하였고 이를 통해 Cavity에 의한 혼합증대 특성을 확인할 수 있었다.

• 한국전산유체공학회지
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• 제7권4호
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• pp.35-41
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• 2002

The projectile afterbodies for zero-lift drag reduction has been analyzed using the Navier-Stokes equations with the κ-εturbidence model. The numerical method of a second order upwind scheme has been used on an unstructured adaptive grid system. Base drag reduction methods that have been found effective on axisymmetric bodies are boattailing, base bleed, base combustion, locked vortex afterbodies and multistep afterbodies. In this paper, turbulence flow and pressure charateristics have been studied for geometries of multistep afterbodies. The important geometrical and flow parameters relevant to the design of such afterbodies have been identified by step number, length and height. The flow over multistep aftoerbodies or base have many kinds of compressible flow characteristics including expansion waves at the trailing edge, recompression waves, separation and recirculating flow in the base region, shear flow and wake flow. The numerical results have been compared and analyzed with the experimental data. The flow characteristics have been clearly shown.