• 한국추진공학회:학술대회논문집
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• 한국추진공학회 2011년도 제37회 추계학술대회논문집
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• pp.777-780
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• 2011

초음속 풍동은 고속으로 운용되는 비행체나 유도무기의 개발에 있어 시험체 주위에서 나타나는 공기역학적 현상을 연구하고 특성을 대표하는 물리량을 측정하기 위해 주로 사용되는 지상시험 장비이다. 본 연구에서는 연구팀에서 보유하고 있는 소형 초음속 풍동이 갖는 시험 모델 크기의 제약을 완화하고자 $250mm{\times}200mm$ 의 시험부를 갖는 초음속 풍동을 설계하고 제작된 풍동의 성능 평가를 수행하였다. 제작된 풍동의 시험 마하수는 2.5이며 시험부에서 균일한 유동을 얻을 수 있도록 경계층 보정을 수행하여 노즐의 형상을 결정하였다.

• 한국추진공학회:학술대회논문집
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• 한국추진공학회 2012년도 제38회 춘계학술대회논문집
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• pp.238-238
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• 2012

Report is devoted to place and role of numerical simulation in design of rocket propulsion systems. In introduction advanced solutions in liquid propellant rocket engines design are presented. Further essence of design process described briefly. The central place of method of solution of direct problem in design process was shown. Numerical simulation for solving direct problem of fluid dynamic was used as the alternative to theoretical and experimental approaches. Main features of numerical models of processes in propulsion systems were observed. Some results of simulation and (or) design of different types of chemical propulsion system were presented also. The combined rocket engine, rocket engine with injection of after-turbine gas into supersonic part of the nozzle, solid propellant engine and hybrid propulsion engine are under consideration.

• 한국추진공학회지
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• 제17권6호
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• pp.89-96
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• 2013

이젝터-디퓨저 시스템의 성능을 효과적으로 향상시키는 연구는 복잡성과 어려움을 고려하여 중요한 과제이다. 이 연구에서는, 성능 향상을 위해 이젝터-디퓨져 시스템의 이차유동 입구에 Chevron를 설치하여 재설계하였다. 이젝터 내부의 초음속 유동과 충격파를 모사하기 위해 Fluent를 사용하여 수치해석을 수행하였다. 주된 수치해석 결과로부터 Chevron은 이젝터 유동에 긍정적인 영향을 얻었다. 그리고 Chevron의 유무에 따라 이젝터 성능을 비교하였고, chevron의 최적 수는 성능 향상을 위해 설명하였다. 이젝터-디퓨져 시스템의 성능은 유인비, 압력회복 뿐만 아니라 전압손실 관점에서 분석하였다.

• 한국추진공학회지
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• 제2권1호
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• pp.1-12
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• 1998

본 연구에서는 기존에 수행되었던 초음속 이젝터에 대한 실험적 연구 및 수치계산 결과에 대한 타당성을 검증하고, 이젝터 유동을 보다 명확히 해석하기 위하여 이젝터 목을 가지는 초음속 이젝터 유동 장에 대하여 k-$\varepsilon$ 난류모델을 적용하였다. 수치계산은 3~200까지의 매우 넓은 범위의 이젝터 작동 압력비에 대하여 수행되었으며, 수치계산 결과들은 이젝터 내부의 유동특성들을 조사하는데 이용되었다. 계산결과, 이젝터 압력비가 6 이상인 경우 이젝터 내부에서 발생하는 유동장은 이젝터 압력비에 크게 의존하지 않는다는 것을 알았다. 본 연구에서 사용된 단순 형태의 초음속 이젝터에 대하여, 2차 정체실의 압력은 이젝터 압력비가 6인 경우에 약 7k㎩로 최소로 되었다. 그러나 이젝터 압력비가 6이상으로 증가하는 경우 2차 정체실의 압력은 증가하는 것으로 나타났다. 이와 같은 2차 정체실의 압력증가는 1차 노즐로부터 방출되는 부족팽창 제트유동이 이젝터 벽면에 충돌함으로써 발생하는 재순환 유동으로 설명할 수 있었다.

• 한국추진공학회지
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• 제3권4호
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• pp.67-74
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• 1999

고체 물체 표면이나 지표면에 초음속 제트가 충돌할 때 발생되는 문제들은 다단 로켓의 분리, 우주공간에서의 도킹, 수직 이/착륙기, 제트 엔진의 배기가스, 가스터빈 블레이드, 지상 로켓 발사 등의 다양한 상황에서 일어나며 이러한 충돌제트의 유동은 아음속과 초음속 혼합영역, 충격파가 교차하는 영역, 팽창파, 난류 전단층 등의 매우 복잡한 구조를 이루고 있는 것으로 알려져 있다. 본 연구에서는 출구마하수 2, 축소-확대형 초음속 노즐을 통해 과소 팽창된 제트가 수직, 경사평판에 부딪힐 때 형성되는 표면압력분포 및 유동가시화 등을 초음속 유동시험장치를 이용하여 연구하였다. 평판에서의 최대압력은 수직일 경우보다 경사졌을 때 훨씬 더 컸으며, 이는 여러 충격파를 통한 압력 회복 때문이다. 또한, 평판이 자유제트의 첫 번째 충격파 셀 내에 위치할 때 과소 팽창비에 따른 표면압력분포는 서로 유사한 경향을 보여주었다.

• 한국추진공학회:학술대회논문집
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• 한국추진공학회 2006년도 제27회 추계학술대회논문집
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• pp.377-381
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• 2006

본 논문에서는 노즐출구 단면에 설치된 메쉬 스크린을 이용하여 초음속 제트 소음 제어하기 위한 실험을 수행하였다. 메쉬 스크린은 미소 직경을 가진 스테인레스 철사들로 만들어졌으며 철망 형태이다. 노즐 압력비는 과팽창에서 부족팽창된 초음속 제트를 얻기 위해 다양하게 변화시켰다. 초기 제트 전단층을 교란하기 위해, 메쉬 스크린의 중앙 부분에 구멍을 만들었으며 그 구멍크기는 메쉬 스크린의 소음 저감효과를 조사하기 위해 변화시켰다. 유동장을 가시화하기 위해 쉴리렌 광학 장치를 사용하였고 OASPL과 소음 스펙트럼을 얻기 위해 음향을 측정하였다. 본 실험으로부터 얻어진 결과는 메쉬 스크린이 스크리치 톤을 상당히 억제하였으며, 메쉬 스크린의 구멍크기는 초음속 제트 소음을 저감하는 중요한 인자였다. 과팽창된 제트인 경우, 소음 저감효과는 적정팽창과 부족팽창된 제트에서의 저감효과보다 매우 크게 나타났다.

• 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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• 제5권4호
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• pp.50-56
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• 2001

본 연구는 음속/초음속 공기이젝터 시스템을 통하는 유동을 실험적으로 조사한 것으로, 이젝터 시스템의 2차정체실 압력-시간의 의존성을 조사하였다. 본 실험에서 적용된 1차구동 노즐은 총 6가지 형태로, 두 개의 음속노즐과 두 개의 초음속 노즐 그리고 페탈노즐 및 로브형 노즐이 사용되었다. 실험에서는 이젝터-디퓨저 벽면에서 압력을 측정하였으며, 2차 정실실의 체적이 이젝터 내부에 미치는 영향을 조사하기 위하여, 2차 정체실의 체적을 변화시켰다. 그 결과 2차정체실의 체적은 이젝터 시스템의 정상 작동에는 영향을 미치지 않았지만, 2차정체실에서의 압력-시간 의존성은 2차정체실의 체적에 큰 영향을 받는다는 것을 알았다.

• 한국추진공학회지
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• 제10권1호
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• pp.54-63
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• 2006

이젝터는 고속의 주 유동으로 주변의 낮은 운동량을 가지는 유동을 운동량 교환을 통해 압축시켜 수송하는 장치로서 각종 초음속 시험설비의 마하 4, 고도 20 km 이상의 고고도 조건을 모사하기 위한 목적으로 사용될 수 있다. 항공우주연구원에서는 램제트 엔진 시험설비의 마하 $4\sim5$, 고도 $20\sim25km$의 작동조건을 모사하기 위한 이젝터를 설계하기 위하여 일본 항공우주연구소(JAXA)의 램제트/스크램 제트 엔진 시험설비(RJTF)의 공기 이젝터 성능해석 기법 및 설계 기법을 적용하여 기본 설계를 수행하였다. 또한 설계된 이젝터 형상을 토대로 FLUENT를 이용한 수치해석을 수행하여 이젝터 시스템 내부의 충격파 구조와 고고도 조건 모사를 위한 흡입 압력 값 및 시스템 내에서 냉각이 요구되는 영역을 파악하고 기본 설계 과정 결과의 타당성을 검증하였다.

• 한국추진공학회:학술대회논문집
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• 한국추진공학회 2009년도 제33회 추계학술대회논문집
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• pp.3-8
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• 2009

Wall flush mounted injector with various orifice shape and injection conditions, were examined to enhance jet penetration and mixing in supersonic cross flow, in view of application to air-breathing accelerator vehicle. Orifice shapes with high aspect ratio were found to preferable for better penetration in the cold flow, and in the reacting flow for scramjet-mode combustion conditions. However, the effectiveness of the high aspect ratio was diminished in the dual-mode combustion conditions. Supersonic injection was applied to the high aspect ratio orifice, and further increase in penetration was observed in the cold and reactive flow for scramjet-mode combustion conditions, however, mixing enhancement due to mixing layer / pseudo-shock wave system interaction was dominant in the dual-mode combustion conditions. Difficulty in attaining ignition in the case with the high aspect ratio orifice was encountered during the combustion tests.