• 한국추진공학회:학술대회논문집
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• 한국추진공학회 2011년도 제37회 추계학술대회논문집
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• pp.74-77
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• 2011

고성능 다단연소방식 액체 로켓엔진에 사용되는 기체 중심 스월 동축형 분사기의 리세스 길이 변화에 따른 혼합특성을 수치해석을 통해 연구를 수행하였다. 실제 추진제의 상(phase)은 기체(산화제)-액체(연료)형이지만, 모사조건을 통해 기체-기체로 고려하였다. 추진제의 확산각도를 측정하기 위해 분사기 출구에서의 속도 분포 및 추진제의 분무형상을 분석하였다. 리세스 길이가 증가함에 따라 축방향 속도는 증가하는 반면, 탄젠셜 방향 속도는 감소하였다. 이 결과 확산각도가 감소하는 정성적인 특징을 확인하였다.

• International Journal of Aeronautical and Space Sciences
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• 제16권2호
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• pp.254-263
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• 2015

In this study, numerical simulations are carried out to investigate the dynamic SGS model effects in a Kerosene-LOx coaxial swirl injector under high pressure conditions. The turbulent model is based on large-eddy simulation (LES) with real-fluid transport and thermodynamics. To assess the effect of the dynamic subgrid-scale (SGS) model, the dynamic SGS model is compared with that of the algebraic SGS model. In a swirl injector under supercritical pressure, the characteristics of temporal pressure fluctuation and power spectral density (PSD) present comparable discrepancies dependant on the SGS models, which affect the mixing characteristics. Mixing efficiency and the probability density (PDF) function are conducted for a statistical description of the turbulent flow fields according to the SGS models. The back-scattering of turbulent kinetic energy is estimated in terms of the film thickness of the swirl injector.

• 한국분무공학회지
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• 제19권4호
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• pp.167-173
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• 2014

The spray characteristics of Gas-Centered Swirl Coaxial Injector was investigated that there were different characteristics with or without gas flow. As gas flow was accelerated, the momentum of gas was transferred to the momentum of liquid in the low liquid Reynolds number. Therefore, the axial velocity of liquid was increased and the measured value was smaller than without gas flow. However, in the high momentum flux ratio, the momentum transfer hardly occurred and the results had constant values. As the recess length was increased, the mixing area of gas and liquid also was increased, the results were decreased.

• 한국추진공학회:학술대회논문집
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• 한국추진공학회 2005년도 제25회 추계학술대회논문집
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• pp.335-340
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• 2005

액체 로켓엔진 연소기에 적용되는 분사기 형상에 따른 연소특성 변화를 알아보기 위해 연소시험을 수행하였다. 사용된 분사기는 동축와류형으로서 챔버 와류실의 유무와 노즐 길이에 의한 특성변화에 초점을 맞추었다. 챔버 와류실의 유무에 따라 닫힘형과 열림형으로 구분이 된다. 노즐 길이에 따른 변화는 산화제와 연료가 분사되는 노즐을 증가시킨 분사기를 통해 이루어졌다. 연소기는 분사기가 한 개만 장착된 단일분사기 헤드, 내열재 형식의 연소실, 냉각 유로를 가진 동 재질의 노즐로 구성되어 있으며 연소실과 노즐의 외부는 스테인레스 스틸로 이루어졌다.

• 한국군사과학기술학회지
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• 제6권4호
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• pp.113-123
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• 2003

Both numerical analysis and experiment of cold and hot tests were performed to obtain basic design data for the swirl coaxial type Injector and to predict the combustion performance. Mass distribution, mixing distribution, mixing efficiency, characteristic velocity efficiency were measured by the cold tests and numerical analysis using the commercial thermo-hydraulic program. Test and analysis variables were recess, pressure drop, velocity ratio, mixing spray, mixture ratio. Hot tests were performed for the Uni-element injector to compare the performance with the cold test results, and, hot tests for Multi-element injector were performed to compare the performance with Uni-element injector. Designed thrust of the Uni-element injector liquid rocket was 35kgf at sea level and combustion chamber pressure, 20bar. Kerosene and Lox were used as a propellant.

• 한국분무공학회지
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• 제23권2호
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• pp.49-57
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• 2018

Numerical study under single-injection on bi-swirl coaxial injectors with different recess lengths was performed using ANSYS Fluent. The bi-swirl coaxial injectors which consisted of inner closed-type and outer open-type swirl injectors, had three different recess lengths. By changing mass flow rates, numerical simulation was repeated using the Reynolds stress BSL turbulent model. The numerical results such as discharge coefficient and spray angle were compared with previous experimental data and were found to be approximately matched well with them, irrespective of recess length. Quantitative data which was hard to be measured from experiments, were successfully obtained through the present numerical study.

• 한국연소학회지
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• 제22권1호
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• pp.46-52
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• 2017

High-frequency combustion instabilities may occur during the development of feasible engine combustors. These instabilities can result in irreparable damages to the wall of combustors or the degradation of engine performance. So, it is essential to identify injectors that have high stability characteristics during the early stages of development. The objective of present study was to assess the stability of coaxial injectors and an impinging injector with different recess lengths in order to develop stable injectors optimally. Stability margin was evaluated based on the distance from operating condition to the unstable regions. A simulating combustion test method was used to analyze the stability of injectors. A small-scale combustion chamber was designed to simulate the first tangential acoustic mode of the actual combustor. Gaseous oxygen and a mixture of methane and propane were used as simulant propellants to satisfy their flow similarity to the actual propellants of a combustor in a liquid rocket combustor. The results indicated that injectors having small recess lengths showed relatively large combustion stability margins. For the injectors of large recess lengths, instability regions with large and super-large amplitude oscillations were observed. Thus, injector with shorter recess lengths had a higher stability than that of longer one due to the different mixing processes.

• 한국추진공학회지
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• 제10권3호
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• pp.9-17
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• 2006

본 연구는 케로신-LOX를 추진제로 하는 액체로켓엔진용 스월 동축형 인젝터의 리세스 길이에 따른 분무특성 파악을 목표로 하였다. 리세스 길이에 따른 두 추진제의 내부충돌현상에 의한 ripple의 형성과 감쇠가 인젝터 외부의 분무안정성에 영향을 미치므로 분무특성과 큰 연관성을 가진다. 또한, 리세스 길이가 증가함에 따라 평균액적크기는 증가하였으며, 혼합효율은 증가하다가 최대값에 도달한 후 다시 감소하는 경향성을 보였다.

• 한국추진공학회:학술대회논문집
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• 한국추진공학회 2010년도 제35회 추계학술대회논문집
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• pp.577-580
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• 2010

기체메탄/액체산소를 추진제로 이용한 동축인젝터를 설계하였으며, 전단(기체)/전단(액체)형 인젝터와 전단(기체)/스월(액체)형 인젝터 두 가지로 제작하였다. 수류시험을 통해 두 가지 인젝터의 미립화와 분무특성을 알아보았다. 전단/전단형 인젝터는 물줄기 형태로 분무되고, 전단/스월형 인젝터는 hollow cone형태로 분무되었다. 전단/전단형 인젝터보다 전단/스월형 인젝터의 미립화 성능이 우수하였다.

• 한국추진공학회:학술대회논문집
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• 한국추진공학회 2017년도 제48회 춘계학술대회논문집
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• pp.699-703
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• 2017

액체로켓엔진에 사용되는 동축 와류형 분사기의 유동특성을 알아보기 위해 closed-type과 open-type 단일 분사기에 대한 수치해석을 수행하였다. ANSYS FLUENT라는 상용프로그램을 이용하여 해석적인 연구를 수행하였다. 분사기는 리세스 길이가 다른 3개의 모델을 선정하였다. 분사기 접선 방향의 입구로 유입되는 질량유량에 따라서 분사기 유동특성이 어떻게 변하는지 알아보기 위하여 수치해석을 수행하였으며, 실험을 통해 측정된 결과를 비교 및 분석하였다. 수치해석을 통해 얻은 결과는 실험을 통해 얻은 분사기 전단에 작용하는 압력과 유량계수와 차이가 크지 않음을 알 수 있었다.