• 한국추진공학회:학술대회논문집
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• 한국추진공학회 2009년도 춘계학술대회 논문집
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• pp.79-82
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• 2009

초음속 엔진의 흡입구에서의 종말충격파와 연소실 화염의 상호간섭 연구를 위하여 초음속 엔진의 전영역, 즉 흡입구에서부터 연소실과 노즐까지 통합하여 비정상 연소수치해석을 수행하였다. 초음속 엔진이 상승하는 가속모드와 순항모드에서 상호간섭의 동적현상을 연구하였다. 흡입구에서의 충격파거동과 주요 위치에서 압력거동을 분석하고 초음속 엔진 전영역에서의 음향모드를 분석하여 현 시스템의 동적 거동을 파악하였다.

• Journal of Mechanical Science and Technology
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• 제20권2호
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• pp.286-294
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• 2006

Flows in a ramjet inlet is simulated for the study of the rocket-ramjet transition. The flow is unsteady, two-dimensional axisymmetric, compressible and turbulent. Double time marching method is used for the unsteady calculation and HLLC method is used as a higher order MUSCL method. As for turbulent calculation, $\kappa-\omega$ SST model is used for more accurate viscous calculations. Sinusoidal pressure perturbation is given at the exit and the flow fields at the inlet is studied. The cruise condition as well as the ground test condition are considered. The pressure level for the ground test condition is relatively low and the effect of the pressure perturbation at the combustion chamber is small. The normal shock at the cruise condition is very sensitive to the pressure perturbation and can be easily detached from the cowl when the exit pressure is relatively high. The sudden decrease in the mass flux is observed when the inlet flow becomes subcritical, which can make the inlet incapable. The amplitude of travelling pressure waves becomes larger as the downstream pressure increases, and the wavelength becomes shorter as Mach number increases. The phase difference of the travelling perturbed pressure wave in space is 180 degree.

• 한국추진공학회지
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• 제19권1호
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• pp.68-75
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• 2015

본 논문에서는 고체추진기관 밸브의 내부에 장착한 핀틀의 구동 응답, 추력 및 압력 데이터를 이용하여, 연소시험 시 발생한 고체추진기관 내부 압력의 비정상 특성을 분석하였다. 고체추진기관 밸브의 내부에 핀틀이라는 구조체를 장착하여 핀틀의 축방향 구동을 통해서 노즐목 면적을 조절하고, 이를 통해 고체추진기관의 압력 및 추력을 실시간으로 제어할 수 있다. 이때 연소관 내부의 압력에 비정상 특성이 나타날 수 있으며, 이러한 비정상 특성은 다양한 원인이 종합적으로 영향을 미친 결과이다. 이 경우 핀틀의 구동 응답을 이용한 내부 압력의 재예측 및 추력 대 압력 비 분석을 통해서 핀틀 구동 응답 오차와 중공 튜브 삭마에 의한 노즐목 면적 변화라는 두 가지 큰 비정상 특성의 원인을 찾아내고, 각 원인들이 연소관 내부 압력에 미치는 영향을 개별적으로 분석하였다.

• 한국추진공학회:학술대회논문집
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• 한국추진공학회 2005년도 제24회 춘계학술대회논문집
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• pp.119-122
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• 2005

고온과 고속의 열악한 환경 속에서 발생하는 비행체의 삭마현상은 일반적으로 상변화를 수반하는 유체의 유동, 에너지 전달, 질량전달, 화학반응이 수반되기 때문에 해석과정이 복잡하다. 본 연구에서는 액체로켓엔진의 흑연노즐에 대하여 1차원적으로 삭마현상을 수치해석하고, 실험을 통하여 이를 비교 검토하였다. 낮은 연소압력과 산화제/연료비에서는 삭마가 거의 이루어지지 않았으며, 연소압력과 혼합비가 낮은 경우에는 해석결과의 신뢰도는 낮고 정상작동 구간에서의 해석결과와 실험결과가 차이가 많은 것으로 보아 화학적 삭마 외에 기계적 삭마도 상당하다.

• 한국항공우주학회지
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• 제30권2호
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• pp.91-97
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• 2002

응축영역 에너지 방정식과 기체 영역에 관한 화염모델을 사용하여 연소실 압력 강하에 반응하는 고체 추진제의 동적 소화 특성을 살펴보았다. 화염모델에서는 기체가 반응영역을 통과하는데 걸리는 시간(잔존시간, r,)이 동적 소화 특성을 결정하는 중요한 인자임을 확인하였다. 본 논문에서는 r,을 확산과 화학반응 시간의 다양한 조합으로 가정하였으며 이를 이용하여 동적 소화 특성을 살펴보았다. 또한 연소실 부피의 유한함에 따른 압력변화와 이에 대한 연소의 동적 반응도 살펴보았다. 동적 소화는 화학반응 시간보다는 확산 시간에 의하여 커다란 영향을 받는 현상임을 확인하였다. 그리고 연소실 부피가 유한한 경우가 무한한 경우보다 복잡한 동적 소화 특성을 보여주었다.

• 한국분무공학회지
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• 제1권2호
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• pp.16-23
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• 1996

In case of a high-speed D.I. diesel engine. the injected fuel spray is unavoidable that the impinging on the wall of piston cavity and in this case the geometry of piston cavity has a great influence on the atomization structure and air flow fields. In the field of combustion and in many other spray applications, there are clear evidence of correlation between spray structure and emission of pollutants. Ordinary, the combustion chamber of driving engine have unsteady turbulent flow be attendant on such as the change of temperature, velocity and pressure. So the analysis of spray behavior is difficult. In this study, a single spray was impinged on each cavity wall at indicated angle in a quiescent atmosphere at room temperature and pressure, as being the simplest case, and 3 types of piston cavity such as Dish, Toroidal and Re-entrant type was tested for analyzing the influence of cavity geometry. And hot wire probe was used for analyze non-steady flow characteristics of impinging spray, and to investigate the behavior of spray, the aspects of concentration c(t), standard deviation $\sigma(t)$ and variation factor (v.f.) was measured with the lapse of time.

• 대한기계학회:학술대회논문집
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• 대한기계학회 2004년도 추계학술대회
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• pp.1122-1127
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• 2004

an isolated droplet combustion exposed to pressure perturbations in stagnant gaseous environment is numerically conducted. Governing equations are solved for flow parameters at gas and liquid phases separately and thermodynamic parameters at the interfacial boundary are matched for problem closure. For high-pressure effects, vapor-liquid interfacial thermodynamics is rigorously treated. A series of parametric calculations in terms of mean pressure level and wave frequencies are carried out employing a n-pentane droplet in stagnant gaseous air. Results show that the operating pressure and driving frequency have an important role in determining the amplitude and phase lag of a combustion response. Mass evaporation rate responding to pressure waves is amplified with increase in pressure due to substantial reduction in latent heat of vaporization. Phase difference between pressure and evaporation rate decreases due to the reduced thermal inertia at high pressure. In addition to this, augmentation of perturbation frequency also enhances amplification of vaporization rate because the time period for the pressure oscillation is much smaller than the liquid thermal inertia time. The phase of evaporation rate shifts backward due to the elevated thermal inertia at high acoustic frequency.

• 대한기계학회논문집B
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• 제32권7호
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• pp.529-535
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• 2008

The characteristics of combustion process in an internal combustion engine are affected by the mixing process between injected fuel and ambient gas. Therefore, it is necessary to understand the mixture formation process of diesel spray. In this study, the spray structure was visualized by the exciplex fluorescence method, which can provide the simultaneous 2-D images of vapor and liquid phase in inner spray. For accurate investigation, the liquid-phase images were recorded with a 35mm still camera and CCD camera. Consequentially, it could be confirmed that the high-concentration vapor phase is formed in the region of spray tip and the edge of the liquid phase where droplets exist in the evaporating diesel spray, and the formed vapor is spread by diffusion. Also, the distribution of vapor is determined by the motion of droplets that exist in the edge of the liquid phase and the spray-tip region.

• 한국추진공학회:학술대회논문집
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• 한국추진공학회 2008년도 제30회 춘계학술대회논문집
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• pp.285-288
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• 2008

본 연구는 연료(수소)층과 산화제(공기)층의 사이에 불활성기체(질소)또는 연료(수소)를 평행분사하는 수치해석을 다루고 있다. 수치해석을 위해서 완전 보존되는 비정상 2차 시간정확도법과 2차 TVD방법이 유한 체적법과 사용되었다. 결과는 3가지 종류로 구성되어있다. 첫째는 연료와 산화제의 단일 혼합층이고, 둘째는 연료와 산화제의 사이에 불활성기체를 분사하는 방식이며, 세 번째는 연료와 산화제의 사이에 연료를 분사하는 방식이다. 전체 유동층의 수직두께는 4cm이며 삽입된 중간층의 두께는 1,2,4mm의 세가지 경우에 대하여 계산하였다.

• 한국추진공학회지
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• 제16권1호
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• pp.9-15
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• 2012

하이브리드 연소실의 국부 압력과 속도변화를 고려하는 비정상 내탄도 해석모델을 제안하고 이를 바탕으로 연소실 내 국부영역에서 내탄도 특성인자의 변화를 도출하였다. 해석 모델 검증을 위하여 연소실 전후단의 압력을 측정한 실험결과와 해석결과를 비교하여 실험과 해석결과가 유사함을 확인하고 연소 효율을 평가 하였다. 하류방향으로 산화제 유량이 변화하므로 이에 따른 연소실 국부영역의 압력, 온도, 연료의 후퇴율 및 연소가스의 유속 변화를 정량적으로 고찰하였다.