• 한국항공우주학회지
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• 제37권4호
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• pp.383-391
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• 2009

JP-7/산소 혼합기의 데토네이션 파 특성을 상세 반응 기구로부터 얻은 일 단계 유도 변수 모델을 (IPM) 이용하여 살펴보았다. 탄화수소 혼합기에 대한 상세 화학 반응 모델로 부터 신뢰할 만한 일 단계 반응 모델을 얻기 위한 일반적 과정을 본 연구에서 제시하였다. IPM은 상세 반응 모델 라이브러리로부터 획득한 유도 시간 데이터베이스를 재구성하여 얻었으며, 상세 반응 모델에 의한 결과와 비교하여 확인하였다. 이후 IPM을 유체역학해석 코드에 적용하였으며, 데토네이션 파 전파에 대한 수치해석에 이용하였다. 수치해석 결과는 탄화수소 연료 연소의 상세 반응 기구를 직접 적용해서는 가능하지 않은, JP-7/산소 혼합기의 데토네이션 파 전파 특성의 상세한 특징을 보여주었다.

• 대한기계학회논문집B
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• 제39권2호
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• pp.161-168
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• 2015

정상초음파장의 구동 주파수가 메탄-공기 예혼합화염의 전파특성에 미치는 영향을 규명하고자 하는 실험결과를 제시한다. 고속카메라를 이용하여 화염의 전파영상을 획득하였으며, 영상 후처리를 통해 화염선단의 구조와 속도변이를 포함하는 화염의 거시적 거동을 상세히 관찰하였다. 정상초음파가 연소반응을 촉진시켜 화염 전파속도의 증대와 화염선단 구조의 변이를 유발한다는 사실에 더하여, 초음파구동 주파수와 당량비에 대한 화염거동의 종속성을 확인하였다.

• 한국추진공학회지
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• 제17권5호
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• pp.54-59
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• 2013

현재 Micro Shock Tube는 다양한 공학응용분야에 적용되고 있으며, 특히 우주항공 및 연소기술 그리고 약물전달 등의 분야에서 광범위한 잠재력을 가진 장치 중 하나이다. 그러나 Micro Shock Tube에서의 유동 특성은 작은 직경으로 인해 형성되는 매우 낮은 Reynolds Number와 높은 Knudsen Number의 영향으로 일반적으로 잘 알려진 Macro Shock Tube의 유동 특성과 상이하게 나타난다. 본 연구에서는 이러한 Micro Shock Tube의 유동 특성을 상세히 연구하기 위해 직경이 다른 두 가지 Micro Shock Tube의 실험을 수행하였다. 충격파 전파를 측정하기 위해 고압관의 파막압력 그리고 저압관의 세 지점에 센서를 설치하여 압력을 측정하고 분석하였다. 본 연구로부터, 동일한 파막압력에서 Micro Shock Tube 직경의 증가에 따라 충격파 전파속도가 증가하였고, 반사파의 영향도 더 크게 받았다.

• Korean Chemical Engineering Research
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• 제54권3호
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• pp.360-366
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• 2016

한국형발사체 개발을 위한 추진시험설비가 구축되고 있으며, 일부 시험설비는 구축이 완료되어 추진기관시험을 실시하고 있다. 추진시험설비의 구성은 엔진 시험체 등의 시험을 실시하는 테스트 스탠드와 추진제로 사용되는 케로신(Jet A-1) 및 액체산소(LOX) 등을 저장하는 설비 등 다양한 서브시스템과 부품들이 연결되어 있다. 테스트 스탠드는 엔진개발모델이 장착되고 추진제가 혼합되어 실제 연소가 이루어지는 곳으로서 큰 에너지긴장도 상태에서 고압으로 작동되는 추진시험설비의 특성상 화재 폭발의 위험성이 존재한다. 본 논문에서는 추진시험설비의 사고피해영향분석 및 리스크 감소방안을 수립하기 위하여, 테스트 스텐드에서의 추진제 누설사고 시나리오를 가정하고, TNT당량모델 실험식을 적용하여 폭발과압에 대한 사고피해영향을 분석하였고, 추진시험설비의 안전성 확보를 위한 리스크 감소방안에 대하여 기술적, 제도적, 관리적 안전대책에 대하여 제시하였다.

• 한국추진공학회:학술대회논문집
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• 한국추진공학회 2004년도 제22회 춘계학술대회논문집
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• pp.75-78
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• 2004

Various jet engines (Turbine engine family and RAM Jet engine) have been developed for high speed aircrafts. but their application to hypersonic flight is restricted by principle problems such as increase of total pressure loss and thermal stress. Therefore, the development of next generation propulsion system for hypersonic aircraft is a very important subject in the aerospace engineering field, SCRAM Jet engine based on a key technology, Supersonic Combustion. is supposed as the best choice for the hypersonic flight. Since Supersonic Combustion requires both rapid ignition and stable flame holding within supersonic air stream, much attention have to be given on the mixing state between air stream and fuel flow. However. the wider diffusion of fuel is expected with less total pressure loss in the supersonic air stream. So. in this study the direction of fuel injection is inclined 30 degree to downstream and the total pressure of jet is controlled for lower penetration height than thickness of boundary layer. Under these flow configuration both streams, fuel and supersonic air stream, would not mix enough. To spread fuel wider into supersonic air an aerodynamic force, baroclinic torque, is adopted. Baroclinic torque is generated by a spatial misalignment between pressure gradient (shock wave plane) and density gradient (mixing layer). A wedge is installed in downstream of injector orifice to induce an oblique shock. The schlieren optical visualization from side transparent wall and the total pressure measurement at exit cross section of combustor estimate how mixing is enhanced by the incidence of shock wave into supersonic boundary layer composed by fuel and air. In this study non-combustionable helium gas is injected with total pressure 0.66㎫ instead of flammable fuel to clarify mixing process. Mach number 1.8. total pressure O.5㎫, total temperature 288K are set up for supersonic air stream.

• 한국추진공학회지
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• 제25권2호
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• pp.110-118
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• 2021

액체로켓엔진의 구성품인 연소기 산화제 개폐밸브는 연소기에 공급되는 산화제를 제어한다. 밸브가 닫힐 때 산화제는 연소기 대신 재순환 유로로 공급되며, 이때 발생한 수격현상에 의해 설계 기준보다 큰 압력이 발생할 수 있다. 본 연구에서는 액체질소를 운용 유체로 사용하여 재순환 유로의 초기 조건에 따른 수격 시험을 수행하였으며, 그 결과 발생하는 압력파를 분석하였다. 초기 조건에 따라 재순환유로 내부 압력파의 경향이 달랐으며, 특히 재순환 유로 끝단에서는 응축에 의한 수격이 발생할 때 압력이 최대로 커질 수 있음을 확인하였다.

• 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.

• 한국연소학회:학술대회논문집
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• 한국연소학회 2005년도 제31회 KOSCO SYMPOSIUM 논문집
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• pp.181-188
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• 2005

Large eddy simulation(LES) methodology used to model the isothermal swirling flows in a dump combustor and the turbulent premixed flame in a model gas turbine combustor. The LES solver was implemented on parallel computer consisting 16 processors. In isothermal flow simulation, the results was compared with that of ${\kappa}-{\varepsilon}$ model as well as experimental data, in order to verify the capability of LES code. To model the turbulent premixed flame in a gas turbine, the G-equation flamelet model was used. The results showd that LES and RANS well predicted the mean velocity field of a non-swirling flow. However, in swirling flow, LES showed a better performance in predicting the mean axial and azimuthal velocities, and the central recirculation zone than those of RANS. In a model gas turbine combustor, the operation condition of high pressure and temperature induced the different phenomena, such as flame length and flow-field information, comparing with the condition of ambient pressure and temperature. Finally, it was identified that the flame and heat release oscillations are related to the vortex shedding generated by swirl flow and pressure wave propagation.

• 한국연소학회지
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• 제17권1호
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• pp.58-65
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• 2012

The influence of magnetic field on propane and acetylene diffusion flames have been experimentally investigated using an electromagnetic system. Periodically induced magnetic field having various frequencies and duty ratios was established in square wave form. The maximum intensity and gradient of magnetic field were 1.3 T and 0.27 T/mm, respectively. The width of a propane flame was reduced up to 4.5% and the brightness was enhanced up to 25% when the magnetic field was induced. The soot emission from an acetylene flame was ceased when magnetic field was induced. The alteration of flow field, which is due to the paramagnetic characteristics of oxygen molecule, is most likely to be responsible for the change in flame size and brightness. The effect of magnetic field on diffusion flames, which competes with the gravitational effect, was more apparent from a smaller size flame. The magnetic field effect, therefore, could be important under microgravity conditions. Since the time required to alter the flow field must be finite, the magnetic field effect is likely to be less significant for a periodically oscillating magnetic field at a high frequency or having a small duty ratio.

• 한국추진공학회:학술대회논문집
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• 한국추진공학회 2003년도 제21회 추계학술대회 논문집
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• pp.13-19
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• 2003

램제트 및 스크램 제트 엔진의 개발을 위한 초음속 지상 추진 시험설비는 고고도, 고속 비행 조건을 모사하기 위해 고도 및 마하수에 따른 공기의 전압력과 전온도, 연소실 유입공기의 산소 농도 및 비열비 등의 조건을 구현할 수 있어야 한다. 그리고 비행체에서 발생하는 경사충격파의 영향을 모사할 수 있어야 한다. 본 연구에서 설계한 지상 추진 시험 설비는 초음속 자유 제트 불어내기(Supersonic free-jet blowdown)방식으로, 고압공기 공급원(최대 가압 압력 32MPa), 가열기(Vitiation 타입), 초음속 디퓨저, 이젝터 및 시험부(노즐 출구=200mm$\times$200mm)등으로 구성되어 있다.