• 한국추진공학회지
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• 제9권3호
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• pp.74-84
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• 2005

본 논문에서는 AMESim(상용 소프트웨어)을 이용, 개방형 터보펌프식 엔진시스템을 모델로 하여 산업용 제어밸브를 적용한 시스템의 특성을 미리 확인하였다. 그 결과물을 토대로 하여 앞으로 발사체 제어밸브 개발할 계획이며, 밸브와 연계된 제어 및 밸브시험을 위한 설비 특성을 예측해 보았다. 시스템시험을 위해 장착할 각 산업용 제어밸브의 PID 값을 찾고자 하였으며, PI 및 PID 제어 방식을 이용하여 제어밸브의 과도 및 정상상태의 유동특성을 비교분석하였다. 제어밸브를 이용하여 추력제어 및 TDS 구현을 목적으로 하는 밸브설계와 시스템의 종합 모사시험을 위한 설비의 설계 조건을 또한 제시하였다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제19권11호
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• pp.536-540
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• 2018

엔진의 성능이 향상될수록 엔진 내부에서 연소되는 연료의 양이 증가하고 그에 따라 엔진의 온도는 증가하게 된다. 특히 피스톤 헤드의 경우 냉각이 어려우므로 피스톤 헤드의 온도가 높아지게 된다. 그러나 피스톤 헤드의 온도가 너무 높게 되면 피스톤 헤드 표면에서 이상 연소가 발생하기 쉬워 토크 저하 및 엔진 파손과 같은 결과를 가져온다. 피스톤 헤드의 온도를 낮게 하기 위하여 오일을 피스톤 헤드 하단부로 분사하는 오일 제트가 사용되는데, 본 연구에서는 오일 제트에 의한 피스톤 헤드 냉각 효과를 확인하기 위하여 템플러그를 사용하여 엔진 작동시 피스톤 헤드의 온도를 측정하였다. 템플러그는 일종의 센서로 피스톤 헤드의 온도에 따라 템플러그의 경도가 변화하여 변화된 경도를 이용하여 피스톤 헤드의 온도를 측정한다. 템플러그를 사용하여 피스톤 헤드의 최고 온도를 오일 제트가 없는 상태와 설치된 상태에서 측정하였다. 오일 제트가 설치됨에 따라 피스톤 헤드의 온도는 변화되었다. 최고 온도 부위가 중앙부위에서 전후부위로 변경되었다. 또한 피스톤 헤드 내에서 온도 편차가 감소하여 좀 더 균일한 피스톤 헤드 온도 분포를 얻을 수 있었다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제19권7호
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• pp.9-15
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• 2018

본 연구에서는 터보과급기의 성능을 저해하는 주요 인자 중 하나인 마찰손실에 대한 연구를 수행하였다. 실제 엔진에서 빈번하게 사용되는 저속 구간에서의 승용차용 터보과급기의 마찰손실 측정 장치를 개발하고, 저속 영역에서 작동하는 터보과급기의 마찰손실을 측정하였다. 플로팅 타입의 승용차용 터보과급기 저널 베어링를 실험 대상으로 선정하였으며, 마찰손실 측정 장치는 구동 모터, 오일 공급 시스템, 마그네틱 커플링으로 구성하였다. 실제 차량의 저속 운전 상황을 모사할 수 있도록 설계, 제작되었고, 터보과급기 회전속도, 오일 온도 및 압력을 실험 변수로 선정하였다. 또한, 마찰손실 측정 장치는 로드 셀을 사용하여 발생하는 마찰 토크를 직접 측정하여 마찰손실을 산출하였으며, 커플링을 통해 구동 모터의 동력을 터보과급기 축에 전달하고, 오일 온도 및 압력을 조절하였다. 오일 압력 3bar와 4bar로 오일을 공급하는 상태에서 오일 온도를 $50^{\circ}C$에서 $100^{\circ}C$까지 $10^{\circ}C$ 간격으로 변화시키면서 터보과급기를 회전수 30,000~90,000rpm으로 작동시켰다. 터보과급기 회전속도 증가할 때 마찰손실은 증가하였으며, 과급기 회전속도의 1.6 승에 비례함을 보였다. 오일 온도가 증가함에 따라 마찰손실은 감소하였으며, 오일 압력이 증가함에 따라 마찰손실은 증가하였다. 따라서 적절한 오일 온도와 압력을 유지하는 것이 필요하다.

• 한국추진공학회지
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• 제8권2호
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• pp.10-17
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• 2004

본 논문에서는 액체로켓엔진용 160 kW급 터보펌프의 터빈을 구동하고, 액체산소와 케로신을 추진제로 사용하는 연료 과잉 가스발생기의 설계점 연소성능시험 결과에 대해 논의하였다. 충돌형 F-O-F 분사기로 구성된 헤드부, 물냉각 채널 연소실, torch igniter, turbulence ring 그리고 측정 링을 갖는 가스발생기에 대해 기술하였고, 설계점에서의 연소시험 및 turbulence ring 장착여부. 연소실 길이 변화에 따른 연소시험의 결과들에 대해 기술하였다. 연소시험 결과 가스발생기는 설계점에서 안정된 작동성을 보여주었고. 연소압력 및 온도 등의 성능은 예측치에 근접하는 결과였다. Turbulence ring은 출구에서의 가스온도를 균일하게 분포시켜 효과적인 혼합 장치임을 보여 주었고, 4∼6msec 정도에서의 연소가스 잔류시간은 연소효율에 큰 영향을 주지 않았다. 가스발생기 출구에서의 온도는 공급되는 추진제의 O/F ratio에 따라 매우 민감하게 변화하였다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제12권11호
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• pp.4745-4750
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• 2011

본 연구에서는 터보과급기 테스트 벤치, 실시간용 소프트웨어와 DAQ의 HIL 플랫폼, 그리고 Matlab/ Simulink로 작성한 엔진 모델로 구성된 HIL 시스템을 구축하고, HIL 시스템의 정상 작동 여부를 파악하기 위해 연료 공급량을 단계적으로 변화시키는 시뮬레이션을 수행하였다. 연료 공급량을 1.8944 kg/h와 4.7360 kg/h 사이에서 단계적으로 변화시키고, 시스템이 설정된 목표 공연비 32를 추종하는지 여부를 분석하였다. 시뮬레이션의 결과 연료 공급량을 변화시킨 상태에서 20초 정도의 시간이 경과한 후 설정된 목표 공연비에 정상적으로 수렴하였다. 또한 연료 공급량의 변화에 따라 터빈 베인 듀티비와 압축기의 부스트 압력도 적절하게 변화함을 확인하였다. 따라서 본 시스템은 터보과급기 개발 및 성능 개선에 유용하게 사용될 수 있을 것으로 기대된다.

• 해양환경안전학회지
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• 제27권2호
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• pp.355-362
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• 2021

L.P SCR의 촉매 반응을 위해 선박의 발전기용 4행정 디젤엔진의 배기가스 온도를 높게 설계 할 수밖에 없었다. 본 연구의 목적은 밸브개폐시기와 연료분사시기를 조정을 통한 배기가스의 온도 감소가 L.P SCR의 운전조건을 만족시키고 고온으로 인한 발전기 엔진의 사고를 예방하기 위함이었다. 배기가스 온도를 하강시키기 위해 캠샤프트의 각도를 조정하고 연료분사펌프의 Shim을 추가하였다. 그 결과 최대폭발압력은 12.8 bar 증가하였고 터보차저 출구온도 평균값은 13.3 ℃ 하강하였다. 터보차저 출구에서 SCR 입구까지의 열손실을 감안하더라도 L.P SCR 운전조건인 SCR 챔버 입구 온도인 290 ℃를 만족하였다. 배기가스 온도 하강을 통해 디젤발전기의 안전운전이 가능하게 한 연구였다.

• 한국소음진동공학회논문집
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• 제20권5호
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• pp.502-509
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• 2010

A test facility which can simultaneously measure turbocharger operating condition variables and vibro-acoustic emission in the situations that are quite similar to real internal combustion engine operating conditions has been introduced. Using this facility, a new method sweeping from full open throttle to deep surge region along constant speed curves can be utilized instead of the stationary method that has been traditionally used to obtain turbocharger compressor maps. Data covering an extensive range of the compressor performance map have been collected and analyzed. An experimental study is performed to define a noise diagram that correlates vibro-acoustic measurements to aerothermodynamic operating conditions. An instrumentation set in the facility allows the automatic definition of the operating point on the turbine and compressor map of the turbocharger. Also, radiated sound pressure and casing vibration data corresponding to the point are obtained by a microphone in the vicinity of the compressor casing and an accelerometer on the casing. The major source(s) of noise at specific operating point on the map can be easily identified with these maps. Also, acoustic characteristics of a given turbocharger at the vicinity of the surge as well as in the surge are also defined. Finally, the possibility to define mild surge region of a turbocharger using vibro-acoustic measurements is studied.

• 한국소음진동공학회논문집
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• 제15권6호
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• pp.687-696
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• 2005

Acoustic power spectrum of the upstream and downstream sound field due to an isotropic frozen turbulent gust impinging on a cascade of flat plate airfoils are computed by using a analytic formulation derived from Smith's method, and Whitehead's LINSUB codes. A parametric study of the effects on sound power of the number of blades and turbulence length scale is performed with an emphasis on analyzing the characteristics of sound power spectrum. Through the comparison of the computed results of sound power, it is found that acoustic power spectrum from the 2-D cascade subject to a ingested turbulence can be categorized into two distinct regions. one is lower frequency region where some spectral components of turbulence do not contribute to the cut-on acoustic modes and therefore the effect of the cascade geometry is more dominant ; the other is higher frequency region where all of spectral components of turbulence make contributions to cut-on acoustic modes and thus acoustic power is approximately proportional to the blade number.

• 한국추진공학회:학술대회논문집
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• 한국추진공학회 2009년도 제33회 추계학술대회논문집
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• pp.273-277
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• 2009

본 연구에서 적용한 발사체용 산화제 터널형 배관은 액체산소를 터보펌프까지 전달하는 장치로 산화제 탱크 하부에 설치된 연료탱크를 관통하여 설치된다. 터널형 배관은 연료탱크를 우회하여 설치되는 우회 배관에 비해 무게가 절감되나 열전달 표면적이 커져 연료 탱크에 저장된 연료의 온도를 변화 시킬 수 있다. 따라서 본 연구에서는 터널형 배관의 극저온 성능시험을 통하여 배관 특성 및 연료 탱크로의 열전달 현상을 고찰하였으며, 또한 발사체에 적용가능성을 확인하였다.

• 연구논문집
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• 통권29호
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• pp.5-15
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• 1999

Present study deals with performance analysis of an inert gas generator (IGG) which is to be used as an effective mean to suppress the fire. The IGG uses a turbo jet cycle gas turbine engine to generate inert gas for fire extinguishing. It is generally known that a lesser degree of oxygen content in the product of combustion will increase the effectiveness of fire suppressing. An inert gas generator system with water injection will bring advantages of suffocating and cooling effects which are considered as vital factors for fire extinguishing. As the inert gas is injected to the burning site, it lowers the oxygen content of the air surrounding the flame as well as reduces the temperature around the fire as the vapour in the inert gas evaporates during the time of spreading. Some important aspects of influencing parameters, such as, air excess coefficient. $\alpha$, compressor pressure ratio, $ pi_c$, air temperature before combustion chamber, $T_2$, gas temperature after combustion chamber, $T_3$, mass flow rate of water injection, $M_w$, etc., on the performance of IGG system are investigated. Calculations of total amount of water needed to reduce the turbine exit temperature to pre-set nozzle exit temperature employing a heat exchanger were made to compare the economics of the system. A heat exchanger with two step cooling by water and steam is considered to be better than water cooling only. Computer programs were developed to perform the cycle analysis of the IGG system and heat exchanger considered in the present study.