• 한국추진공학회:학술대회논문집
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• 한국추진공학회 2012년도 제38회 춘계학술대회논문집
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• pp.545-550
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• 2012

고에너지 금속 분말은 높은 용융점을 가진 산화피막의 점화방해 효과로 인해 점화가 용이하지 않다. 따라서 점화를 위해서는 단시간에 높은 온도의 열적 공간을 형성할 수 있는 점화원이 필요하며 스팀 플라즈마 점화원은 탄화수소 계열의 점화원, 수소-산소 점화원, 레이져 점화원과 다르게 짧은 시간에 안정적으로 5,000 K 이상의 열적 공간을 형성할 수 있다. 또한 스팀을 작동가스로 사용하므로 친환경적이며 경제적이다. 따라서 본 연구는 스팀 플라즈마 점화기를 연소 시스템에 적용하기 위한 기초 연구로서 방출 분광법을 사용하여 플라즈마의 온도 분포 및 화학종을 분석하였으며, 연소시스템에 적용하여 금속 분말의 점화를 가시적으로 확인하였다.

• 한국자동차공학회논문집
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• 제23권6호
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• pp.650-655
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• 2015

A high energy ignition system is essential for lean burn or high EGR gasoline engine, which is getting more and more interest to improve fuel economy. The high energy ignition systems comprise plasma jet, laser beam, corona discharge and so on. In this study, a high energy ignition system using corona discharge is developed and tested in a constant volume combustion chamber. The developed system shows extension of lean limit of propane-air mixture and enhencement of combustion speed. Various shape of corona discharge plugs are also tested and compared in this study.

• 한국인터넷방송통신학회논문지
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• 제13권2호
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• pp.121-125
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• 2013

무배전기식 불꽃 점화 시스템의 스파크 플러그 케이블에서 발생되는 전자파에 대한 분석이다. 무배전기식 불꽃 점화 시스템인 경우에는 점화코일이 고주파 발생원이고 스파크 플러그 케이블과 스파크 플러그는 전자파를 복사하는 안테나로 동작 할 수 있다. 스파크플러그 케이블과 스파크 플러그의 길이를 측정하여 ${\lambda}/4$ 수직 접지 안테나로 동작하는 안테나로 고려하여 HFSS를 이용하여 공진주파수를 계산하였다. 계산된 공진주파수와 엔진룸에서 복사되는 전자파의 전력 스펙트럼 분포를 측정한 결과를 분석하여 무배전기식 불꽂 점화 시스템이 특정한 주파수 대역에서 고주파 에너지를 복사한다는 것을 알 수 있다.

• 한국자동차공학회논문집
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• 제22권3호
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• pp.148-156
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• 2014

This study is a follow-up study of "Development of Plasma Ignition System" was presented at the 2013 KSAE spring conference. This study compares lean limit of conventional ignition system with plasma ignition system on constant volume combustion test & Engine Combustion test.

• 한국추진공학회지
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• 제17권2호
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• pp.39-45
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• 2013

추진제를 고에너지 금속 분말 연소시스템에 점화원으로 적용을 위한 기초 연구로서 strand burner를 이용하여 HTPB/AP/Al, HTPE/AP/Al 추진제의 연소특성을 고찰하였다. 실험은 아르곤을 사용하여 ~300 psia 까지 가압하였으며, 2개의 석영창을 이용하여 가시화하였다. 추진제 점화를 위해서 10 W의 $CO_2$ 레이저를 사용하였으며, 연소 속도 측정은 초고속 카메라를 활용한 프레임 분석 기법 및 광다이오드를 이용한 연소시간 분석 기법을 적용하였다. 스펙트로메터를 이용하여 300 nm ~ 800 nm, 1500 nm ~ 5000 nm 의 방출 스펙트럼을 분석하여 추진제 연소반응 시 발생하는 화학종을 확인하였다.

• 한국시뮬레이션학회논문지
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• 제28권2호
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• pp.1-14
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• 2019

고에너지 구성 요소 시스템의 설계를 위하여 고폭화약의 폭발 반응을 엄밀하게 모사할 수 있는 실제 규모의 하이드로다이나믹 해석을 수행하였다. 폭발성능 정밀 해석 SW는 고에너지 물질의 충격 민감도를 정량화하기 위한 반응 유동 모델을 검증하고 일련의 화약 트레인을 통과하는 충격파 전달을 예측하기 위해 개발되었다. 파이로테크닉 장치는 여폭약(HNS+HMX), 격벽(STS), 수폭약(RDX), 파이로테크닉 추진제(BPN)로 구성된다. 추진제 연소로 인하여 생성된 고압의 연소 가스는 충격파와 저밀도파 간 간섭에 의해 유도된 고유의 진동 유동 특성을 파악하기 위하여 10 cc 밀폐형 챔버에 유입된다. 특정 주파수(${\omega}_c=8.3kHz$)에서의 피크 특성을 검증하기 위하여 실험 및 계산으로 측정된 압력 진동을 비교하였다. 본 연구에서는 고폭화약의 폭발반응과 추진제의 폭연반응, 비-반응 금속의 변형에 관하여 단계별 수치해석 기법들을 충격 물리 해석 SW로 구현함으로써 고에너지 물질 시스템에 대한 대규모 하이드로다이나믹 시뮬레이션을 용이하게 하였다. 개발된 고폭화약 폭발성능 정밀 해석 SW를 고에너지 구성 요소 시스템의 파이로테크닉 연소 반응 M&S에 적용하여 실험 결과와 비교함으로써 검증하였다.

• 한국항공우주학회지
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• 제43권8호
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• pp.712-721
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• 2015

펄스데토네이션엔진은 넓은 작동 범위와 높은 열효율로 인하여 잠재력 있는 미래 추진기관 시스템으로 연구되어왔다. 이러한 잠재력을 개선하기 위하여 지난 10여 년간 다양한 요소 기술들에 대한 연구가 진행되었다. 고주파수의 환경에서 PDE를 안정적으로 작동시키기 위하여, inflow-driven 밸브, 회전 밸브 등을 포함하는 새로운 밸브 시스템과 무밸브 시스템이 개발되었다. 작은 점화 에너지로 빠르게 데토네이션을 발생시키기 위하여 플라즈마 점화 방법과 경사 장애물 기술과 같은 DDT 가속 방법이 연구되었다. 또한 PDE 추진 성능 극대화를 위하여 유체노즐 등의 노즐 시스템도 진행 중인 연구 주제의 하나이다. 본 논문에서는 지난 수년간 개발된 PDE의 최신 부체계 핵심 기술에 대하여 소개하고자 한다.

• 한국추진공학회:학술대회논문집
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• 한국추진공학회 2011년도 제37회 추계학술대회논문집
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• pp.548-553
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• 2011

알루알루미늄 분말과 물의 연소 특성을 연구하기 위한 장치를 고안하였다. 알루미늄 분말의 점화를 포함한 연소특성은 초기온도, 압력, 당량비등에 의존하게 되므로 이러한 인자를 변화시켜 연소환경을 적응시킬 수 있는 장치를 설계하였다. 연소 시험 장치는 메탄 연소기, 물공급장치, 알루미늄 분말 정량 공급장치, 선형 형태의 연소기 및 제어장치로 구성되어 있다. 각각의 장치들은 필요한 물질을 정량적으로 공급할 수 있는 기능을 가지고 있으며, 정해진 시험 과정에 따라 자동으로 제어될 수 있도록 설계되었다. 제작된 장치를 시운전하여 각 구성품이 정상작동하였을 때, 알루미늄 분말이 연소되는 것을 확인할 수 있었다.

• 대한기계학회논문집B
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• 제38권6호
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• pp.525-538
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• 2014

무기체계 개발에서 예상치 못한 고속의 총탄 충격을 받았을 때 반응 시스템의 폭발 반응을 예측하는 것은 안정성 확보를 위하여 매우 중요하다. 본 연구에서는 LX-17(92.5% TATB, 7.5% Kel-F)과 AP 기반의 고체 추진제(88% AP, 12% HTPB)가 충전된 반응 시스템에 한계 속도로 충돌하는 총탄 충격을 가했을 경우 발생하는 폭굉 현상 및 파괴 거동을 I&G 모델이 적용된 2차원 하이드로 수치해석을 통해 규명하고자 하였다. 해석 결과, LX-17의 경우 충격-폭굉 천이 현상(SDT)이 주요한 메커니즘으로 작용한 반면 고체 추진제는 상대적으로 안정한 모습을 보였다. 즉, 시스템의 파괴는 내부 압력의 급격한 증가와 격렬한 화학반응을 동반하는 고에너지 물질의 폭굉 현상이 그 원인이며, 폭발등급이 낮은 경우에는 고속 충돌에도 발화되지 않아 커버가 완전 파쇄에 이르지 않는 것으로 관찰되었다.