• 한국항공우주학회지
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• 제40권3호
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• pp.222-229
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• 2012

점화 시의 분사기의 냉각은 분사순간의 초저온액체상태의 산화제 분무의 증기압에 영향을 미치고, 이는 연소반응에 따른 연소실 압력상승 과도단계에서 분무의 상(phase) 천이 시점을 결정하는 인자 중 하나이다. 분무의 상변화는 액체로켓 연소기의 점화특성에 큰 영향을 미치며, 액체산소/메탄 추진제를 사용하는 연료과잉 폐쇄형사이클 액체로켓엔진의 주연소기용 분사기로 사용될 수 있는 액체-기체 동축형 스월분사기에 대하여 점화초기 분사기 냉각온도에 따른 점화시험을 수행하였다. 초기 냉각온도에 따라 점화 시 산화제 분무의 액상으로의 천이시기가 달라지며, 충분한 냉각을 통해 산화제 분무의 증기압을 낮춘 경우 산화제 분무의 상 천이 시기를 나타내는 화염 quenching 현상이 일찍 나타나는 것을 확인할 수 있었다.

• 대한기계학회논문집B
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• 제22권9호
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• pp.1317-1324
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• 1998

In general, DI gasoline engine has the advantages of higher power output, higher thermal efficiency, higher EGR tolerance and lower emissions due to the operation characteristics of increased volumetric efficiency, compression ratio and ultra-lean combustion scheme. In order to apply the concept of stratified charge into direct injection gasoline engine, some kinds of methodologies have been adapted in various papers. In this study, a reflector was adapted around the injector nozzle to apply the concept of stratified charge combustion which leads the air-fuel mixture to be rich near spark plug. Therefore, the mixture near the spark plug is locally rich to ignite while the lean mixture is wholly introduced into the combustion chamber. The characteristics of combustion is analyzed with the variations of fuel injection pressure and load in a stratified -charge direct injection single cylinder gasoline engine. The obtained results are summarized as follows ; 1. The MBT spark timing approached to TDC with the increase of load on account of the increase of evaporation energy, but has little relation with fuel injection pressure. 2. The stratification effects are apparent with the increase of injection pressure. It is considered by the development of secondary diffusive combustion and the increase of heat release of same region, but proceed rapidly than diesel engine. Especially, in the case of high pressure injection (l70bar) and high load (3.0kgf m), the diffusive combustion parts are developed excessively and results in the decrease of peak pressure than in the case of middle load. 3. The index of engine stability, COVimep value, is drastically decreased with the increase of load. 4. To get better performance of DI gasoline engine development, staged optimizaion must be needed such as injection pressure, reflector, intake swirl, injection timing, chamber shape, ignition system and so on. In this study, the I50bar injection pressure is appeared as the optimum.

• 한국추진공학회지
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• 제9권2호
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• pp.78-88
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• 2005

산화제 주입기 배열 변화에 따른 End-Burning 하이브리드 연소기의 연소실 내부 유동장의 특성 및 온도장 분포도의 경향을 파악하기 위해 수치해석적 연구를 수행하였다. 스월을 동반하는 하이브리드 연소실내 확산 화염의 주요 거동을 얻기 위해 7가지의 다른 O/F 비를 갖는 연소의 기본 특성을 분석하였다. 산화제 주입기의 위치 변화 및 공급방식이 연료와 산화제의 혼합율을 크게 지배하고 온도분포에도 강한 영향을 미치는 것을 확인할 수 있었다. 본 연구에 사용된 여러 산화제 주입기 배열중에서 counter rotating 유동을 유발시키는 주입기가 가장 좋은 혼합효율을 보였으나 벽면 근처에서 관찰된 고온부의 발생 문제가 대두되었다.

• International Journal of Automotive Technology
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• 제5권3호
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• pp.155-164
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• 2004

The direct injection gasoline spray-wall interaction was characterized inside a heated pressurized chamber using various visualization techniques, including high-speed laser-sheet macroscopic and microscopic movies up to 25,000 frames per second, shadowgraph, and double-spark particle image velocimetry. Two hollow cone high-pressure swirl injectors having different cone angles were used to inject gasoline onto a heated plate at two different impingement angles. Based on the visualization results, the overall transient spray impingement structure, fuel film formation, and preliminary droplet size and velocity were analyzed. The results show that upward spray vortex inside the spray is more obvious at elevated temperature condition, particularly for the wide-cone-angle injector, due to the vaporization of small droplets and decreased air density. Film build-up on the surface is clearly observed at both ambient and elevated temperature, especially for narrow cone spray. Vapor phase appears at both ambient and elevated temperature conditions, particularly in the toroidal vortex and impingement plume. More rapid impingement and faster horizontal spread after impingement are observed for elevated temperature conditions. Droplet rebounding and film break-up are clearly observed. Post-impingement droplets are significantly smaller than pre-impingement droplets with a more horizontal velocity component regardless of the wall temperature and impingement angle condition.

• International Journal of Aeronautical and Space Sciences
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• 제18권2호
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• pp.270-278
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• 2017

This paper describes development procedure and verification test results of a bi-propellant thruster using hydrogen peroxide and kerosene. The design thrust of the thruster is about 500 N and six swirl type coaxial injectors were used. The passage type manifolds were employed for the injector head to reduce the response time. The passage was designed to minimize stagnation points and recirculation region to ensure uniform flow distribution and sufficient cooling performance through flow analysis using Fluent. A catalytic igniter using hydrogen peroxide was installed at the center of the injector head. The propellant feeding and spray characteristics were confirmed by hydraulic tests. Combustion tests were performed on design and off-design points to analyze combustion characteristics under various mixture ratio conditions. The combustion test results show that combustion efficiency was over 95 % and chamber pressure fluctuation were less than 1.5 % under all test conditions.

• 한국추진공학회:학술대회논문집
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• 한국추진공학회 2005년도 제25회 추계학술대회논문집
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• pp.207-210
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• 2005

이중 동축 스월 분사기를 가진 연료과잉 가스발생기의 연소시험에 대한 결과가 논의되었다. 특히, 모사 연장부 배관과 인젝터의 RN에 따른 연소불안정의 발생여부를 조사하였다. RN = 0.5인 분사기를 갖는 가스발생기 시제품에서는 연장부 배관을 설치함으로써 연소불안정의 발생이 억제되고 있음을 확인하였지만, 시제품 RN = 1.5인 분사기를 갖는 가스발생기의 경우에는 연장부 배관을 설치하더라도 연소불안정이 발생하였다.

• 한국연소학회지
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• 제20권3호
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• pp.13-20
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• 2015

The performance of a direct-injection diesel engine often depends on the strength of swirl or squish, the shape of combustion chamber, the number of nozzle holes, etc. This is natural because the combustion in the cylinder was affected by the mixture formation process. Since the available duration to make the mixture formation of air-fuel is very short, it is difficult to make complete mixture. Therefore, an early stage of combustion is violent, which leads to the weakness of noise and vibration. In this paper, the combustion process of a common-rail diesel engine was studied by employing two kinds of pistons. One has several cavities on the piston crown to intensify the squish during the compression stroke in order to improve the atomization of fuel, we call this multi cavity piston in this paper. The other is a toroidal single cavity piston, generally used in high speed diesel engines. To take photographs of flame and flaming duration, a four-stroke diesel engine was remodeled into a two-stroke visible single cylinder engine and a high speed video camera was used.

• 한국추진공학회:학술대회논문집
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• 한국추진공학회 2009년도 제33회 추계학술대회논문집
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• pp.130-133
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• 2009

액체 로켓 엔진의 경우 작동초기인 점화와 마지막의 소염시의 추진제 공급 순서는 안정적으로 시스템을 운영하는데 많은 영향을 끼친다. 안정적인 엔진의 작동확인을 위해 점화할 때 공급순서와 소염할 때 추진제의 공급 순서를 바꾸어 가면서 연소 실험을 수행 하였다. 본 연구에 사용된 분사기는 과산화수소와 케로신을 추진제로 사용하는 동축 스월형이며, 점화 방식은 촉매 점화를 방식을 사용하였다. 본 실험을 통해서 액체로켓엔진의 연소 시험을 안정적으로 수행하기 위해 점화와 소염할 때의 최적의 시퀀스를 찾아내었다.

• 한국추진공학회:학술대회논문집
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• 한국추진공학회 2009년도 제33회 추계학술대회논문집
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• pp.134-137
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• 2009

본 연구에서는 친환경 추진제인 고농도 과산화수소와 케로신을 사용하는 저추력 이원추진제 로켓 엔진의 O/F ratio에 따른 연소 성능 특성을 파악하였다. 연소시험에 사용된 엔진은 6개의 동축 스월 인젝터로 구성된 멀티 인젝터와 연소실, 노즐로 구성되어있으며, 촉매 점화 방식을 사용하였다. 연소 시험은 O/F ratio 3.8에서 11.0까지 변화시켜가며 수행하였다. 연소 시험 결과를 이용하여 특성 속도($C^*$)와 압력 섭동 값을 계산한 결과, 연소 효율은 O/F ratio 5~6 구간에서 가장 좋았으며 모든 구간에서 연소실 압력대비 압력 섭동 값이 5% 미만으로 안정적임을 확인하였다.

• 항공우주기술
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• 제3권2호
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• pp.197-207
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• 2004

현재 개발중인 스마트 무인기는 일반적인 헬리콥터와 같이 수직이착륙이 가능할 뿐만 아니라 고정익기와 같이 고속의 비행이 가능함을 목표로 하고 있다. 그러므로 흡기구는 여러 비행조건에서 엔진이 제 효율을 낼 수 있도록 충분한 공기를 흡입하루 수 있어야 함은 물론이고 비행체의 운행속도에 따라서도 그 효율이 어느 이상 저하되지 않도록 설계되어야 한다. 본 논문에서는 고속 비행체에 적합한 pitot 형태와 엔진 특성에 따른 플레넘 챔버를 장착한 흡기구를 설계하였다. 그리고 CFD-ACE를 이용하여 설계된 흡기구의 성능 해석을 수행하였으며 엔진 내부에서의 swirl과 distortion을 조사하고 압력손실에 대해서 연구하였다.