• 동력기계공학회지
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• 제14권2호
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• pp.22-27
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• 2010

본 논문은 유한체적법에 근거한 CFD 분석기법을 이용하여 증기 이젝터의 성능에 대하여 구동노즐의 기하학적 형상에 따른 영향을 조사하였다. 구동노즐의 직경비를 변화시키고 또한 직경비를 일정하게하고 구동 노즐의 위치를 변화시키면서 최적의 조건을 조사하였다. 연구 결과 이젝터의 성능은 구동노즐의 직경과 노즐의 출구 위치에 의해 좌우됨을 확인하였다. 일정 노즐 면적비에 대하여 노즐 목 직경이 감소함에 따라 혼입율이 증가하는 것을 확인하였고 일정 노즐 목 직경에 대하여 면적비의 증가는 혼입율의 감소의 원인이 된다는 것을 확인할 수 있었다. 또한 혼입율은 노즐의 출구 위치에 따라 영향을 받는다는 것도 확인하였다. 혼입율은 노즐 출구의 위치가 이젝터의 상류로 이동할수록 증가하고 그 위치는 이젝터의 일정단면적부 직경(D)에 대하여 0.4D일 때 최적의 성능을 보였다.

• 한국전기전자재료학회:학술대회논문집
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• 한국전기전자재료학회 2008년도 하계학술대회 논문집 Vol.9
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• pp.317-317
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• 2008

기존의 초음파 노즐은 단판액츄에이터형 초음파 노즐을 사용하여 연체 연료를 분사하였다. 하지만 단판액추에이터형 초음파 노즐은 300V이상의 고전압을 필요로 하여 소비전력이 높은 단점을 가지고 있다. 하지만 적층액츄에이터형 초음파 노즐은 저전압 구동이 가능하여 낮은 소비전력을 가지며, 단판액츄에이터헝 초음파 노즐보다 우수한 분사특성을 가지고 있는 장점이 있다. 또한 공진형 인버터를 사용하여 초음파 노즐을 구동하는 경우 노즐의 구동 전압을 공진에 의하여 쉽게 얻어질 수 있는 장점과 구동 스위치에 가해지는 전압의 크기가 상대적으로 작게되므로 인버터 구동에 저전압 MOSFET를 사용함으로써 도통손실의 저감 및 구성회로의 저압화 등에 유리한 이점이 있다. 본 연구에서는 적층액츄에이터형 초음파노즐을 개발하고 그에 따른 공진형 인버터를 설계하여 적층엑츄에이터형 초음파 노즐의 분사 시스템을 제안 한다. 또한 실제 액체연료인 경유를 분사하여 전기적특성과 분사특성을 조사한다.

• 한국추진공학회지
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• 제13권4호
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• pp.30-35
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• 2009

추진기관의 추력 방향을 조절하기 위해 널리 적용되고 있는 flexible seal 노즐에서, 노즐의 회전 중심인 유효 피봇의 위치 변화가 노즐의 구동성능에 미치는 영향을 컴퓨터를 이용한 수치실험으로 분석하였다. 실험 조건은 two-level factorial design ($2^3$-Design)의 실험계획으로 결정하고, 실험은 범용 동력학 해석 프로그램인 ADAMS를 적용하였다. 해석결과, 유효 피봇의 반경 방향 위치 변화가 축 방향 위치 변화보다 구동성능에 미치는 영향이 컸으며, 유효 피봇의 위치 변화가 구동 성능에 미치는 영향은 구동방식에 크게 영향을 받음을 확인하였다.

• 대한기계학회논문집B
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• 제39권8호
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• pp.645-651
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• 2015

본 논문은 중앙구동 이젝터의 유량비에 미치는 설계변수의 영향에 대한 연구를 목적으로 한다. 중앙구동 이젝터의 설계변수는 구동노즐 출구 단면적 및 거리비, 디퓨저 출구 단면적비로 설정하였다. 실험장치는 가변노즐 이젝터, 전동 모터-펌프, 구동유체 저장수조, 제어판넬 그리고 고속 카메라 시스템으로 구성하였다. 유량비는 실험변수에 따라 측정되는 유입 공기량과 구동유체인 물의 유량을 이용하여 도출하였다. 유량비는 구동노즐 거리비와 혼합관 길이비가 커지면 증가하는 반면에, 구동노즐 면적비와 디퓨저 출구 면적비가 커지면 감소하였다.

• 한국항공우주학회지
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• 제33권1호
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• pp.85-92
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• 2005

가동노즐의 회전운동을 가능케 하는 플렉스실 베어링은 고정되어 있지 않은 회전중심과 고체모터의 연소압력에 의한 압축운동 등과 같은 고유의 비선형 운동특성을 갖는다. 이를 극복하고 발사체의 정확한 자세제어를 수행하기 위해서 플렉스실 베어링 장착 가동노즐의 추력벡터제어용 구동장치시스템은 보상제어회로 구성을 위한 별도의 가동노즐 위치정보 궤환 센서인 카운터 포텐시오미터를 필요로 한다. 이를 반영한 고체모터 가동노즐 추력벡터제어용 구동장치시스템 시제품 및 시험평가장치, 보상제어회로에 대한 설계 및 제작, 시험이 수행되었다. 연계통합시험 결과를 바탕으로 플렉스실 베어링을 장착한 가동노즐의 고유특성과 이의 추력벡터제어에 사용되는 구동장치시스템의 제어특성을 분석하였으며 그 결과를 본 논문에 요약하였다.

• 한국전기전자재료학회:학술대회논문집
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• 한국전기전자재료학회 2008년도 추계학술대회 논문집 Vol.21
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• pp.174-174
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• 2008

초음파를 이용하여 액체 연료를 분사하면 균일한 입경과 미립화가 우수하며 에너지 절약과 공해방지등을 할 수 있다. 또한 유속과 유량에 관계없이 이용할 수 있어 반도체 분야의 웨이퍼와 평판 표시기상에 사진 석판용 화학물질의 균일도포 컴퓨터 하드 디스크의 광택제 도포등에 사용할 수 있다. 이처럼 초저의 유출 용량을 요구하는 모든 공정 및 액체연료의 분사가 요구되는 모든 산업에 적용할 수 있는 장점을 가지고 있다. 하지만 현제까지 주로 사용되고 있는 초음파노즐의 액츄에이터는 단판액츄에이터형로 높은 교류전압을 인가해주어야 하는 단점을 가지고 있다. 이 단점을 해결하기 위해 적층액츄에이터형을 사용하여 초음파 노즐 구동하면 낮은 교류 입력전압에서도 단판액츄에이터형 초음파 노즐과 같은 특성을 가질 수 있다. 또한 초음파 노즐의 구동시 기계적인 진동을 이용하므로 많은 열을 발생시켜 노즐의 온도가 상승하여 세라믹 액츄에이터에도 그 영향을 미치게 되어 열적 열화 현상이 일어날 수 있기에 높은 큐리온도를 가지는 액츄에이터가 필요하다. 본 실험에서는 $Pb(Mn_{1/3}Nb_{2/3})_{0.02}(Ni_{1/3}Nb_{2/3})_{0.12}(Zr_{0.50}Ti_{0.50})_{0.86}O_3$ 조성을 사용하여 $900^{\circ}C$의 저온에서 액상 소결하여 적층혈액츄에이터를 제작하였으며 압전 및 유전 특성을 조사하였다. 제작된 초음파노즐을 구동하기 위해서는 약 36kHz의 30V이상의 교류입력전압 할 수 있는 구동회로가 필요로 한다. 압전액츄에이터의 구동을 위해서는 정확한 정현파 입력이 필요 없다. 압전액츄에이터의 특성상 유사 정현파 입력 만으로도 임피던스 매칭이 이루어지기 때문에 설계가 쉽고 간편한 Push-Pull 방식을 이용한 PWM인버터를 사용하였고 인버터의 출력 주파수를 34~38kHz까지 가변 할 수 있게 설계하였다. 제작된 적층액츄에이터형 초음파 노즐을 PWM인버터로 실제 액체 연료인 경유를 분사하였을 때의 액츄에이터의 온도 변화에 따른 공진주파수와 온도 의존성, 전기적 특성을 조사하고 미립화 분사되는 경유의 미립자 크기 및 최대 분사량을 조사 하였다.

• 한국추진공학회:학술대회논문집
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• 한국추진공학회 2011년도 제37회 추계학술대회논문집
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• pp.18-21
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• 2011

본 연구에서는 노즐목 가변 추력기의 핀틀 구동에 따른 압력제어에 대한 기초 연구를 진행하였다. 실험을 위해 핀틀 추력기 및 핀틀 형상을 설계, 제작하였다. Fluent 유동해석을 통해 핀틀에 걸리는 하중을 분석하였고 이를 통해 구동기 모델을 선정하였다. 공압 시험 결과 핀틀이 전진함에 따라 추력기 내부 유동에 영향을 주어 압력에서 큰 오실레이션 현상이 발생하였다. 또한 핀틀의 위치가 노즐 수축부의 특정 위치에 전진하면서 추력기 성능에 영향을 끼치고 있음을 발견하였으며 공압시험을 통해 압력 제어의 가능성을 확인하였다.

• 한국항해항만학회:학술대회논문집
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• 한국항해항만학회 2015년도 추계학술대회
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• pp.69-70
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• 2015

이덕터는 구동부를 통해 공급되는 작동유체가 노즐을 통과하면서 고속으로 분출됨으로써 벤츄리 효과에 의해 노즐 출구 주위에 부압이 형성됨에 따라 흡입부를 통해 유체가 흡입된다. 이덕터의 주요 설계인자는 노즐의 직경과 스로트의 직경 및 직관부 길이 그리고 노즐과 직관부 시작점까지의 거리이다. 이 연구에서는 선박용 인라인 이덕터에 대한 기초연구로서 흡입 메카니즘을 체계적으로 해석할 목적으로 주요 설계인자를 이론적으로 고찰하고 설계인자의 변화에 따른 성능실험 가능하도록 이중원관의 형태로 모델링하였다.

• 한국추진공학회지
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• 제21권5호
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• pp.61-70
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• 2017

고체 추진제를 연료로 사용하는 DACS의 강인한 추력 분배기법에 대한 연구를 수행하였다. 추진기관이 제어해야 하는 추력의 자유도보다 많은 구동 노즐을 보유한 시스템에 대하여, 비정상적인 상황을 허용할 수 있는 강인한 추력제어 기법을 제안하였다. 추력 분배기법에 의해 각 노즐로 인가된 명령 대비 응답 노즐 목 면적 크기의 차이를 이용하여 추력 분배기법에 적용된 가중행렬을 실시간으로 변환시키는 기법을 적용하였다. 이를 통하여 오차가 발생한 노즐의 추력 분배 비율을 감소시키고, 결론적으로 시스템에서 발생되는 추력 오차를 감소시키도록 하였다. 제안된 기법에 대하여 DCS와 ACS 각각의 구동장치가 제어명령을 추종하지 못하는 임의의 고장조건을 모의하였고, 시뮬레이션을 통해 기법의 성능을 검증하였다.

• 한국추진공학회지
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• 제23권3호
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• pp.28-34
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• 2019

공압시험용 플러그 노즐 구동에 따른 추력제어, 핀틀 형상 및 작동압력에 따른 유동특성 분석을 수행하였다. 이를 위해 시험에서의 유동구조와 추력계수를 비교함으로써 수치해석의 타당성을 확인하였다. 이후 각 노즐형상이 설계의도지점에 노즐목이 형성됨과 원뿔형 노즐에 대하여 핀틀 구동만으로 1:8의 추력제어가 가능함을 확인하였다. 마지막으로 고도보정 효과가 뛰어난 에어로 스파이크 노즐일지라도, 너무 낮은 NPR에 맞춰 설계된 경우, 부족팽창 조건에서 불리할 가능성을 확인하였다.